目錄
《巖石力學與工程研究著作叢書》序
《巖石力學與工程研究著作叢書》編者的話
前言
第1章 緒論 1
1.1 周期性飽水作用的研究現(xiàn)狀 1
1.2 砂泥巖顆?；旌狭瞎こ烫匦缘难芯楷F(xiàn)狀 3
1.3 本書主要內容 5
參考文獻 5
第2章 周期性飽水砂巖和泥巖的力學特性 8
2.1 砂巖和泥巖的物理力學性質 8
2.2 周期性飽水試驗方法 9
2.2.1 試樣特征 9
2.2.2 試驗設備及輔助裝置 10
2.2.3 試驗方案 11
2.2.4 周期性飽水試驗步驟 11
2.3 周期性飽水砂巖和泥巖的吸水特性 12
2.3.1 巖石吸水率計算方法 12
2.3.2 吸水性試驗結果 12
2.3.3 周期性飽水作用對巖石吸水率的影響 13
2.4 周期性飽水砂巖單軸壓縮力學特性 14
2.4.1 砂巖單軸壓縮試驗 14
2.4.2 砂巖單軸壓縮試驗結果 14
2.4.3 周期性飽水對砂巖單軸壓縮力學特性的影響 19
2.5 周期性飽水泥巖單軸壓縮力學特性 21
2.5.1 泥巖單軸壓縮試驗及試驗結果 21
2.5.2 周期性飽水對泥巖單軸壓縮力學特性的影響 24
2.6 周期性飽水砂巖和泥巖的劣化效應 26
2.7 本章 小結 27
參考文獻 27
第3章 砂泥巖顆?；旌狭现芷谛燥査囼灧椒?30
3.1 砂泥巖顆?；旌狭系臐B透特性 30
3.1.1 試樣制備及試驗方案 30
3.1.2 滲透系數(shù)和臨界水力梯度計算方法 32
3.1.3 水平滲透特性 33
3.1.4 垂直滲透特性 33
3.1.5 各向異性滲透特性 34
3.2 砂泥巖顆粒混合料室內試驗試樣制備方法 34
3.2.1 三軸壓縮試驗試樣的制備方法 34
3.2.2 非三軸壓縮試驗試樣的制備方法 35
3.3 三軸壓縮試驗試樣的周期性飽水試驗方法 36
3.3.1 周期性飽水試驗方法原理 36
3.3.2 周期性飽水試驗方法優(yōu)化 38
3.3.3 周期性飽水試驗方法確定 44
3.4 單向壓縮和靜止側壓力系數(shù)試驗試樣的周期性飽水試驗方法 45
3.5 直接剪切試驗試樣的周期性飽水試驗方法 46
3.6 本章 小結 47
參考文獻 47
第4章 靜止側壓力系數(shù)及壓縮變形特性 50
4.1 單向壓縮流變特性 50
4.1.1 試驗儀器 50
4.1.2 流變試驗方法 52
4.1.3 流變試驗結果 54
4.1.4 分段流變計算模型 57
4.1.5 顆粒破碎試驗結果及流變機理 66
4.2 靜止側壓力系數(shù) 69
4.2.1 試驗方法及試驗方案 70
4.2.2 試驗結果及分析 73
4.2.3 靜止側壓力系數(shù)計算方法的討論 80
4.3 單向壓縮變形特性 84
4.3.1 試驗方法及試驗方案 84
4.3.2 試驗結果及分析 85
4.3.3 周期性飽水壓縮變形計算方法 86
4.4 大粒徑顆粒對周期性飽水壓縮變形特性的影響 90
4.4.1 試驗方法及試驗方案 90
4.4.2 大粒徑顆粒粒徑的影響 92
4.4.3 大粒徑顆粒含量的影響 98
4.4.4 室內試驗大粒徑的尺寸效應 103
4.5 本章 小結 108
參考文獻 109
第5章 直剪強度及變形特性 113
5.1 試驗土料及試驗方案 113
5.1.1 試驗土料及試樣特征 113
5.1.2 試驗儀器及試驗方案 115
5.1.3 試驗數(shù)據(jù)分析方法 117
5.2 天然狀態(tài)砂泥巖顆?；旌狭峡辜魪姸忍匦?118
5.2.1 顆粒級配對天然狀態(tài)抗剪強度特性的影響 118
5.2.2 泥巖顆粒含量對天然狀態(tài)抗剪強度特性的影響 123
5.2.3 試樣干密度對天然狀態(tài)抗剪強度特性的影響 128
5.2.4 含水率對天然狀態(tài)抗剪強度特性的影響 131
5.3 飽水狀態(tài)砂泥巖顆?；旌狭峡辜魪姸忍匦?135
5.3.1 顆粒級配對飽水狀態(tài)抗剪強度特性的影響 135
5.3.2 泥巖顆粒含量對飽水狀態(tài)抗剪強度特性的影響 139
5.3.3 試樣干密度對飽水狀態(tài)抗剪強度特性的影響 143
5.4 濕化作用對抗剪強度特性的影響 146
5.4.1 濕化作用對不同顆粒級配試樣抗剪強度特性的影響 147
5.4.2 濕化作用對不同泥巖顆粒含量試樣抗剪強度特性的影響 149
5.4.3 濕化作用對不同干密度試樣抗剪強度特性的影響 150
5.4.4 濕化作用對不同飽和度試樣抗剪強度特性的影響 152
5.5 浸泡時間對抗剪強度特性的影響 152
5.5.1 應力-應變曲線及抗剪強度 152
5.5.2 浸泡時間對黏聚力的影響 155
5.5.3 浸泡時間對內摩擦角的影響 156
5.6 周期性浸泡次數(shù)對抗剪強度特性的影響 156
5.6.1 應力-應變曲線及抗剪強度 156
5.6.2 周期性浸泡次數(shù)對黏聚力的影響 157
5.6.3 周期性浸泡次數(shù)對內摩擦角的影響 159
5.7 泥巖顆粒含量對周期性飽水抗剪強度特性的影響 160
5.7.1 應力-應變曲線及抗剪強度 160
5.7.2 泥巖顆粒含量對黏聚力的影響 161
5.7.3 泥巖顆粒含量對內摩擦角的影響 162
5.8 往復剪切次數(shù)對周期性飽水抗剪強度特性的影響 163
5.8.1 應力-應變曲線及抗剪強度 163
5.8.2 抗剪強度指標 175
5.9 本章 小結 181
參考文獻 181
第6章 疏干狀態(tài)三軸強度及變形特性 184
6.1 試驗土料及試驗方案 184
6.1.1 試驗土料 184
6.1.2 試驗方案 186
6.1.3 試樣安裝 186
6.1.4 試驗設置及運行 187
6.2 濕化試驗結果及分析 189
6.2.1 應力-應變曲線及體積應變-軸向應變關系 189
6.2.2 應力水平對濕化變形的影響 192
6.2.3 濕化體積應變-軸向應變關系 193
6.2.4 濕化對抗剪強度的影響 194
6.2.5 濕化對殘余強度的影響 197
6.2.6 濕化對彈性模量的影響 199
6.3 砂泥巖顆?；旌狭显囼灲Y果及分析 199
6.3.1 應力-應變曲線及體積應變-軸向應變關系 199
6.3.2 軸向應變劣化規(guī)律及其演化方程 204
6.3.3 體積應變劣化規(guī)律及其演化方程 210
6.3.4 非線性抗剪強度劣化規(guī)律及其演化方程 214
6.3.5 周期性飽水作用對殘余強度的影響 220
6.3.6 周期性飽水作用對彈性模量的影響 223
6.4 純砂巖顆粒料試驗結果及分析 226
6.4.1 應力-應變曲線及體積應變-軸向應變關系 226
6.4.2 軸向應變劣化規(guī)律及其演化方程 229
6.4.3 體積應變劣化規(guī)律及其演化方程 231
6.4.4 非線性抗剪強度劣化規(guī)律及其演化方程 233
6.4.5 周期性飽水作用對殘余強度的影響 235
6.4.6 周期性飽水作用對彈性模量的影響 235
6.5 純泥巖顆粒料試驗結果及分析 237
6.5.1 應力-應變曲線及體積應變-軸向應變關系 237
6.5.2 軸向應變劣化規(guī)律及其演化方程 239
6.5.3 體積應變劣化規(guī)律及其演化方程 241
6.5.4 非線性抗剪強度劣化規(guī)律 243
6.5.5 周期性飽水作用對彈性模量的影響 245
6.6 本章 小結 247
參考文獻 247
第7章 飽水狀態(tài)三軸強度及變形特性 250
7.1 試驗土料及試驗方案 250
7.1.1 試驗土料 250
7.1.2 試驗步驟 251
7.1.3 試驗方案 252
7.2 試樣特征對三軸強度及變形特性的影響 253
7.2.1 干密度的影響 253
7.2.2 顆粒級配的影響 257
7.2.3 泥巖顆粒含量的影響 259
7.3 試驗條件對三軸強度及變形特性的影響 261
7.3.1 周期性飽水次數(shù)的影響 261
7.3.2 應力水平的影響 267
7.3.3 圍壓的影響 272
7.4 本章 小結 280
參考文獻 280
第8章 劣化機理及劣化演化過程 282
8.1 顆粒破碎特征 283
8.1.1 顆粒破碎試驗方法 283
8.1.2 顆粒破碎量化方法 283
8.1.3 疏干狀態(tài)砂泥巖顆?；旌狭显嚇宇w粒破碎試驗結果 284
8.1.4 疏干狀態(tài)純砂巖顆粒料試樣顆粒破碎試驗結果 287
8.1.5 疏干狀態(tài)純泥巖顆粒料試樣顆粒破碎試驗結果 288
8.1.6 飽水狀態(tài)砂泥巖顆?；旌狭显嚇宇w粒破碎試驗結果 289
8.1.7 飽水狀態(tài)純砂巖顆粒料試樣顆粒破碎試驗結果 290
8.2 周期性飽水作用對顆粒破碎的影響 293
8.2.1 圍壓對顆粒破碎的影響 293
8.2.2 應力水平對顆粒破碎的影響 295
8.2.3 周期性飽水次數(shù)對顆粒破碎的影響 298
8.3 顆粒破碎對三軸強度及變形特性的影響 302
8.3.1 顆粒破碎對軸向應變的影響 302
8.3.2 顆粒破碎對體積應變的影響 304
8.3.3 顆粒破碎對非線性抗剪強度的影響 305
8.4 周期性飽水砂泥巖顆?；旌狭系牧踊瘷C理 315
8.5 周期性飽水砂泥巖顆?；旌狭系牧踊莼^程 316
8.5.1 軸向應變劣化速率 317
8.5.2 體積應變劣化速率 319
8.5.3 非線性抗剪強度劣化速率 320
8.5.4 殘余系數(shù)劣化速率 321
8.5.5 割線模量劣化速率 322
8.6 本章 小結 324
參考文獻 325
第9章 劣化過程數(shù)學模型 328
9.1 強度準則的討論 329
9.2 非線性微元強度統(tǒng)計損傷模型 333
9.2.1 微元強度統(tǒng)計損傷模型及損傷變量 333
9.2.2 微元強度統(tǒng)計損傷模型參數(shù)確定方法 336
9.3 應變軟化統(tǒng)計損傷模型 337
9.3.1 軟化型應力-應變曲線特征 338
9.3.2 應變軟化統(tǒng)計損傷模型及損傷變量 339
9.3.3 應變軟化統(tǒng)計損傷模型參數(shù)確定方法 340
9.4 周期性飽水砂泥巖顆粒混合料統(tǒng)計損傷模型 343
9.4.1 基本假定 343
9.4.2 模型建立方法 343
9.4.3 非線性微元強度統(tǒng)計損傷模型 344
9.4.4 應變軟化統(tǒng)計損傷模型 345
9.4.5 兩種統(tǒng)計損傷模型驗證 346
9.5 周期性飽水
鄂公網安備 42010302001612號 