本書較系統(tǒng)地介紹了水工大壩結(jié)構(gòu)模型與地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的有關(guān)理論、方法和技術(shù)以及在高壩工程中的應(yīng)用，主要內(nèi)容包括模型相似理論、大壩結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)方法與技術(shù)、大壩地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)方法與技術(shù)，重點(diǎn)介紹了兩類模型相似原理、模型材料、加載系統(tǒng)、量測(cè)技術(shù)、成果分析等相關(guān)內(nèi)容。同時(shí)，還介紹了應(yīng)用模型試驗(yàn)手段解決高壩工程穩(wěn)定安全問題的典型工程實(shí)例。
本書可作為高等院校水利水電工程專業(yè)本科生、研究生的教材或參考用書，同時(shí)也可供從事水利、土建工程結(jié)構(gòu)模型和地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的科研及工程技術(shù)人員參考。
第1章 模型相似理論
1.1 物理現(xiàn)象相似
1.2 相似現(xiàn)象的幾個(gè)基本概念
1.3 相似理論
1.3.1 相似第一定理——相似現(xiàn)象的性質(zhì)
1.3.2 相似第二定理(π定理)——相似判據(jù)的確定
1.3.3 相似第三定理——相似現(xiàn)象的必要和充分條件
1.3.4 相似條件
1.4 相似關(guān)系的分析方法
1.4.1 牛頓的普遍相似定律
1.4.2 齊次原理與白漢全π理論
1.4.3 方程分析法
1.5 彈、塑性階段的相似關(guān)系
1.5.1 彈性階段的相似關(guān)系
1.5.2 塑性階段的相似關(guān)系
第2章 大壩結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)方法與技術(shù)
2.1 概述
2.2 結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)的目的及意義
2.3 結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)的分類
2.3.1 按受力階段分類
2.3.2 按結(jié)構(gòu)類型分類
2.3.3 按材料本構(gòu)關(guān)系分類
2.4 結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)的相似性要求
2.4.1 結(jié)構(gòu)線彈性應(yīng)力模型的相似性要求
2.4.2 結(jié)構(gòu)模型破壞試驗(yàn)的相似性要求
2.5 結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)的模型材料
2.5.1 模型材料的分類
2.5.2 結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)材料選擇
2.5.3 石膏材料
2.6 結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)與制作
2.6.1 模型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
2.6.2 確定合適的模擬范圍
2.6.3 模型比尺CL的正確選擇
2.6.4 模型的制作
2.7 結(jié)構(gòu)模型荷載模擬及加載系統(tǒng)
2.7.1 模型荷載的模擬
2.7.2 模型加載系統(tǒng)
2.8 結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)量測(cè)技術(shù)
2.8.1 電測(cè)法的基本原理
2.8.2 應(yīng)變的量測(cè)——電阻應(yīng)變片
2.8.3 位移的量測(cè)
2.8.4 光纖傳感監(jiān)測(cè)大壩裂縫
2.9 結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)成果分析
2.9.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理分析
2.9.2 誤差分析
2.9.3 線彈性應(yīng)力模型應(yīng)力和位移計(jì)算
2.9.4 結(jié)構(gòu)模型破壞試驗(yàn)成果分析
第3章 大壩地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)方法與技術(shù)
3.1 概述
3.1.1 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的目的與意義
3.1.2 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的特點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容
3.1.3 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的類型
3.1.4 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的發(fā)展簡(jiǎn)況及趨向
3.2 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)原理及試驗(yàn)方法
3.2.1 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的相似原理
3.2.2 模型破壞試驗(yàn)方法的原理及其理論依據(jù)
3.3 地基巖石力學(xué)指標(biāo)測(cè)試概述
3.3.1 試樣
3.3.2 巖石決體密度測(cè)試
3.3.3 單軸壓縮試驗(yàn)
3.3.4 巖石抗拉強(qiáng)度測(cè)試
3.3.5 巖石三軸壓縮試驗(yàn)
3.4 地質(zhì)力學(xué)模型材料
3.4.1 概述
3.4.2 地質(zhì)力學(xué)模型材料的發(fā)展簡(jiǎn)況及現(xiàn)狀
3.4.3 澆模成型材料與壓模成型材料
3.4.4 變溫相似材料
3.5 地質(zhì)力學(xué)模型的設(shè)計(jì)與制作
3.5.1 模型的設(shè)計(jì)內(nèi)容與優(yōu)化
3.5.2 模型比尺CL的選擇
3.5.3 地質(zhì)力學(xué)模型制作
3.6 模型加載設(shè)計(jì)
3.6.1 自重的模擬
3.6.2 荷載組合的設(shè)計(jì)與加載系統(tǒng)
3.7 模型量測(cè)系統(tǒng)
3.7.1 內(nèi)部相對(duì)位移的量測(cè)
3.7.2 強(qiáng)度儲(chǔ)備法試驗(yàn)中溫度的量測(cè)
3.8 試驗(yàn)成果分析
3.8.1 試驗(yàn)成果誤差分析
3.8.2 試驗(yàn)成果的分析
3.8.3 試驗(yàn)成果報(bào)告的編寫
第4章 沙牌拱壩結(jié)構(gòu)模型與地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)
4.1 工程概況
4.2 壩址區(qū)地形地質(zhì)條件
4.3 試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容
4.4 壩體結(jié)構(gòu)特性的整體結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)研究
4.4.1 模型簡(jiǎn)介
4.4.2 結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)成果及分析
4.5 壩肩穩(wěn)定的地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)
4.5.1 模型設(shè)計(jì)與制作
4.5.2 模型加載與量測(cè)系統(tǒng)
4.5.3 試驗(yàn)成果分析
4.6 拱壩開裂與破壞機(jī)制研究
4.6.1 拱壩開裂的光纖傳感檢測(cè)試驗(yàn)
4.6.2 拱壩誘導(dǎo)縫的開裂相似模擬
4.6.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
4.7 加固處理方案建議
第5章 錦屏一級(jí)拱壩地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究
5.1 工程概況
5.2 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件
5.3 壩肩壩基整體地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究
5.3.1 模型設(shè)計(jì)與制作工藝
5.3.2 模型加載與量測(cè)系統(tǒng)
5.3.3 試驗(yàn)成果分析
第6章 小灣拱壩地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究
6.1 工程概況
6.2 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件
6.3 拱壩整體地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究
6.3.1 模型設(shè)計(jì)與制作工藝
6.3.2 模型加載與量測(cè)系統(tǒng)
6.3.3 壩體與壩肩變形分析
6.3.4 模型破壞過程、破壞形態(tài)及安全度評(píng)價(jià)
6.4 拱壩平面地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究
6.4.1 試驗(yàn)內(nèi)容及要求
6.4.2 模型設(shè)計(jì)與制作工藝
6.4.3 模型加載與量測(cè)系統(tǒng)
6.4.4 兩種方案試驗(yàn)成果對(duì)比分析
第7章 重力壩三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究
7.1 試驗(yàn)研究的目的和意義
7.2 工程概況與壩基地質(zhì)構(gòu)造
7.3 三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究
7.3.1 模型相似系數(shù)及原模型力學(xué)參數(shù)
7.3.2 天然地基方案模型試驗(yàn)
7.3.3 加固地基方案模型試驗(yàn)
7.4 試驗(yàn)成果分析
7.4.1 試驗(yàn)成果
7.4.2 模型破壞形態(tài)與破壞機(jī)理
7.4.3 穩(wěn)定安全度評(píng)價(jià)
7.5 結(jié)論與建議
第8章 國(guó)外典型工程地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究
8.1 瓦依昂拱壩
8.1.1 工程概況
8.1.2 瓦依昂壩址地質(zhì)特征
8.1.3 瓦依昂壩基巖石力學(xué)試驗(yàn)
8.1.4 地力學(xué)模型試驗(yàn)
8.2 伊泰普空腹重力壩
8.2.1 工程概況
8.2.2 工程地質(zhì)條件
8.2.3 壩基巖體力學(xué)特性研究
8.2.4 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)
8.3 川俁拱壩
8.3.1 工程概況
8.3.2 工程地質(zhì)條件
8.3.3 壩基巖體力學(xué)性質(zhì)研究
8.3.4 壩肩巖體穩(wěn)定分析及采用的安全系數(shù)
8.3.5 基礎(chǔ)處理
參考文獻(xiàn)
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