巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)M技術(shù)

前言
緒論
第一章 相似模擬研究
第一節(jié) 概述
一、相似模擬研究的基本概念
二、相似模擬研究的應(yīng)用
三、相似模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展與存在的問題
第二節(jié) 相似理論
一、相似概念
二、相似理論
第三節(jié) 相似模擬法的單值條件和相似判據(jù)
一、幾何相似
二、物理相似
三、初始狀態(tài)相似
四、邊界條件相似
第二章 相似材料
第一節(jié) 概述
一、對(duì)相似材料的基本要求
二、相似材料的分類
三、骨料的主要技術(shù)特征
四、膠結(jié)材料的主要技術(shù)特征
五、相似材料的選擇
第二節(jié) 模型結(jié)構(gòu)材料
一、模型混凝土塊的模型材料
二、模擬巖石的模型材料
三、模擬地質(zhì)構(gòu)造的模型材料
第三節(jié) 影響石膏膠結(jié)材料力學(xué)性質(zhì)的主要因素
一、水灰比
二、輔助膠結(jié)物
三、材料配比的影響
四、濕度的影響
五、摻加劑對(duì)石膏、水泥凝固時(shí)間的影響
六、砂膠比對(duì)材料強(qiáng)度的影響
七、含水率對(duì)材料穩(wěn)定性的影響
第三章 相似模型設(shè)計(jì)
第一節(jié) 模型試驗(yàn)架
一、平面模型架
二、轉(zhuǎn)體模型架
三、立體模型架
第二節(jié) 模型制作和試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
一、相似材料力學(xué)參數(shù)的測(cè)定
二、逐層計(jì)算模擬巖石的強(qiáng)度指標(biāo)
三、相似材料配方與配比的選擇
四、計(jì)算各分層的材料用量
五、制作模型的步驟
六、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
第三節(jié) 模型實(shí)驗(yàn)的加載
一、自重的模擬
二、構(gòu)造應(yīng)力模擬
第四章 相似模擬測(cè)試技術(shù)

第一節(jié) 相似模擬測(cè)試方法和測(cè)試技術(shù)
一、相似模擬測(cè)試的任務(wù)
二、相似模擬實(shí)驗(yàn)量測(cè)的基本方法
第二節(jié) 機(jī)械法
一、千分表法
二、機(jī)械式應(yīng)變計(jì)
第三節(jié) 光測(cè)法
一、水準(zhǔn)測(cè)量法
二、激光測(cè)位移法
三、照相測(cè)位移法
四、云紋法
第四節(jié) 電測(cè)法
一、電阻應(yīng)變片
二、電阻應(yīng)變片的使用選擇
三、粘結(jié)劑及其主要特征
四、應(yīng)變片的粘貼
五、模型內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變的測(cè)試
第五章 相似模擬研究實(shí)例
第一節(jié) 地下開采相似模擬研究
一、模擬對(duì)象——實(shí)驗(yàn)原型
二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />三、模擬采用的相似條件
四、測(cè)點(diǎn)布置
五、觀測(cè)結(jié)果及主要結(jié)論
第二節(jié) 利用相似模擬方法研究公路隧道施工力學(xué)形態(tài)
一、依托工程概況——相似模擬對(duì)象簡介
二、相似模型實(shí)驗(yàn)的方法與目的
三、相似模擬加載系統(tǒng)
四、相似材料的選擇與配比
五、洋碰隧道III類圍巖斷層破碎帶開挖模擬
六、洋碰隧道進(jìn)口右線軟弱圍巖淺埋段施工開挖模擬
七、洋碰隧道進(jìn)口左線軟弱圍巖偏壓段施工開挖模擬
八、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
第三節(jié) 采場頂板的相似模擬實(shí)驗(yàn)
一、模擬原型與模擬目的
二、實(shí)驗(yàn)方法
三、相似條件
四、模型設(shè)計(jì)
五、模型建造與養(yǎng)護(hù)
六、模型開采實(shí)驗(yàn)
七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
八、主要結(jié)論
第四節(jié) 水下礦床開采的相似模擬
一、模擬原型與模擬目的
二、模型相似比與模擬架尺寸
三、模型設(shè)計(jì)與模型相似材料
四、測(cè)點(diǎn)測(cè)線的布置與測(cè)試方法
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
六、主要結(jié)論
第五節(jié) 層狀復(fù)合巖體力學(xué)的相似模擬

一、因次分析法確定各物理量的相似關(guān)系
二、黏彈性狀態(tài)下巖體力學(xué)現(xiàn)象的因次分析法
三、模型相似系數(shù)的確定
四、層狀復(fù)合巖體模型相似關(guān)系的確定
五、主要結(jié)論
第六節(jié) 巖鹽溶腔穩(wěn)定性的相似模擬
一、模擬情況簡介
二、模型確定依據(jù)
三、模型相似條件
四、模型相似比
五、模型模擬范圍
六、模型制作、加載和量測(cè)方法
七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
八、主要結(jié)論
第六章 離心模型法
第一節(jié) 概述
一、離心模擬法的發(fā)展?fàn)顩r
二、離心模擬實(shí)驗(yàn)在巖土工程領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)越性
三、離心模型實(shí)驗(yàn)存在的問題
四、今后的展望與發(fā)展方向
第二節(jié) 離心模型技術(shù)的基本原理
一、基本原理
二、離心機(jī)轉(zhuǎn)速n與模型幾何比例N的關(guān)系
三、原型與模型的比例關(guān)系
四、離心力場的特性
五、模型在離心力場中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
第七章 離心模擬技術(shù)
第一節(jié) 離心模擬相似性
一、半無限地基自重應(yīng)力模擬
二、基本控制方程相似
三、能量方程相似
四、量綱分析
第二節(jié) 離心模擬固有誤差分析
一、徑向加速度分布不均勻引起的誤差
二、離心力分布的不均勻性
三、模型變形引起的誤差
四、離心機(jī)啟動(dòng)與制動(dòng)時(shí)的誤差
五、邊界效應(yīng)問題
六、粒徑效應(yīng)問題
第八章 離心設(shè)備與離心模擬法的應(yīng)用
第一節(jié) 離心模擬設(shè)備
一、國內(nèi)現(xiàn)有離心機(jī)的情況
二、離心機(jī)的主要組成
第二節(jié) 離心模擬技術(shù)在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用
一、高土石壩離心模型實(shí)驗(yàn)
二、邊坡離心模型實(shí)驗(yàn)
三、擋土墻的模擬實(shí)驗(yàn)
四、隧洞的離心模型實(shí)驗(yàn)
五、地基的離心模擬實(shí)驗(yàn)
六、離心模型實(shí)驗(yàn)在地下開采中的應(yīng)用

七、在環(huán)境巖土工程中的應(yīng)用
八、離心模型在地震工程中的應(yīng)用
九、模擬動(dòng)態(tài)施工過程
第九章 光測(cè)彈性法基本原理
第一節(jié) 概述
一、光測(cè)彈性法的發(fā)展
二、光測(cè)彈性法研究巖土工程山體壓力的特點(diǎn)
三、光測(cè)彈性法的優(yōu)缺點(diǎn)
四、利用光測(cè)彈性法研究巖土壓力的幾個(gè)方面
第二節(jié) 光學(xué)基礎(chǔ)
一、光波振動(dòng)的表達(dá)式及其傳播方程
二、偏振光
三、光的干涉
四、兩個(gè)同頻率共面偏振光的合成與干涉
五、兩個(gè)同頻率正交平面偏振光的干涉
六、兩個(gè)同頻正交平面偏振光相位差的特征
七、折射與雙折射
第三節(jié) 光測(cè)法的力學(xué)基礎(chǔ)
一、力學(xué)基礎(chǔ)
二、暫時(shí)雙折射
三、應(yīng)力～光學(xué)定律
第四節(jié) 光的偏振裝置
一、單式偏振光系統(tǒng)
二、復(fù)式偏振光系統(tǒng)
三、光彈儀的校正
第五節(jié) 光彈實(shí)驗(yàn)的力學(xué)效應(yīng)
一、光彈模型在平面偏振場中的應(yīng)力—光學(xué)效應(yīng)
二、等傾線和等差線
三、光彈性模型在圓偏振場中的應(yīng)力—光學(xué)效應(yīng)
四、模型條紋值K的確定
五、主應(yīng)力跡線
六、光彈模型凍結(jié)法
第六節(jié) 散光光彈法
一、光的散射現(xiàn)象
二、散光光彈法的基本原理
三、散射光彈法的實(shí)驗(yàn)設(shè)備
第十章 光測(cè)彈性法
第一節(jié) 光彈性材料
一、光彈性模型所用的材料應(yīng)滿足的要求
二、常用的光彈性材料
三、環(huán)氧樹脂硬膠的原料、配比及制造
四、明膠—甘油軟膠(伊格達(dá)膠)
五、瓊脂—甘油軟膠
六、光彈性材料基本性能的測(cè)定
第二節(jié) 光彈性模型設(shè)計(jì)
一、幾何相似常數(shù)的選擇
二、荷載與應(yīng)力相似常數(shù)的選擇
三、彈性模量相似常數(shù)的選擇
四、應(yīng)力模型中位移的測(cè)量
五、加載設(shè)備

六、光彈性模型的制作
第十一章 光測(cè)彈性法應(yīng)用實(shí)例
第一節(jié) 條帶開采采場應(yīng)力分布規(guī)律的光彈性實(shí)驗(yàn)研究
一、實(shí)驗(yàn)研究的目的
二、光彈模型的設(shè)計(jì)與制作
三、模型的觀測(cè)記錄
四、模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析
五、結(jié)論
第二節(jié) 應(yīng)用光測(cè)彈性法研究上下導(dǎo)坑與品式系統(tǒng)施工方案的優(yōu)劣
一、研究的目的
二、光彈性材料的配比與有關(guān)力學(xué)參數(shù)的取值
三、模型的制作
四、應(yīng)力光圖
五、主要結(jié)論
第三節(jié) 三峽工程排漂孔壩段的三維光彈應(yīng)力分析
一、工程概況
二、研究目的與研究內(nèi)容
三、模型制作
四、模擬實(shí)驗(yàn)
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
六、結(jié)束語
第四節(jié) 隧道爆破動(dòng)態(tài)響應(yīng)的動(dòng)光彈研究
一、概述
二、實(shí)驗(yàn)研究的目的與方法
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
四、結(jié)論
第五節(jié) 巷道圍巖自穩(wěn)結(jié)構(gòu)的影響因素分析
一、概述
二、有限元模型及力學(xué)假設(shè)
三、巷道埋深H的影響
四、側(cè)壓系數(shù)λ的影響
五、巷道(洞室)形狀的影響
六、節(jié) 理、裂隙對(duì)巷道自穩(wěn)結(jié)構(gòu)的影響
七、結(jié)論
第十二章 光彈性應(yīng)力計(jì)和應(yīng)變計(jì)
第一節(jié) 光彈性應(yīng)力計(jì)
一、基本原理
二、光應(yīng)力計(jì)構(gòu)造
三、光應(yīng)力計(jì)的率定
四、光應(yīng)力計(jì)的埋設(shè)
五、現(xiàn)場觀測(cè)與計(jì)算
六、關(guān)于使用光應(yīng)力計(jì)的幾點(diǎn)說明
第二節(jié) 光彈性應(yīng)變計(jì)
一、單向光應(yīng)變計(jì)
二、雙向光應(yīng)變計(jì)
三、光應(yīng)變計(jì)與光應(yīng)力計(jì)的對(duì)比
第十三章 底面摩擦模擬研究
第一節(jié) 概述
一、底面摩擦模型的應(yīng)用情況
二、底面摩擦模型實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性

第二節(jié) 底面摩擦模擬的基本原理
一、基本原理
二、底面摩擦模型的相似關(guān)系
第三節(jié) 底面摩擦模型材料
一、對(duì)底面摩擦模型材料的要求
二、可塑性材料
三、硬質(zhì)材料
第四節(jié) 底面摩擦模擬法應(yīng)用實(shí)例
一、井工露天同期采動(dòng)下邊坡巖體變形機(jī)制的模擬實(shí)驗(yàn)研究
二、國道108線某段緩傾角順層邊坡變形破壞機(jī)制底面摩擦模擬研究
三、路基不均勻沉降的原因與處治措施的底面摩擦模擬研究
參考文獻(xiàn)