Integrated Grouting and Hydrogeology of Fractured Rocks in the Former USSR pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Society for Mining Metallurgy

作者:Kipko, Eh/ Williams, R. E. (TRN)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:25

装帧:Pap

isbn号码:9780873351164

丛书系列:

图书标签:

• Grouting
• Hydrogeology
• Fractured Rocks
• Former USSR
• Geotechnical Engineering
• Groundwater
• Rock Mechanics
• Civil Engineering
• Geology
• Soviet Geology

结构地质与水文地质：复杂岩体中的水流机制与工程应用 图书简介 本书深入探讨了在复杂结构地质背景下，特别是存在大量裂隙和节理系统的岩体中，水流的运动规律、水文地质特性及其在工程实践中的具体应用。本书旨在为地质工程师、水文地质学家、岩土工程师以及相关领域的研究人员提供一个全面、系统的理论框架和实用的技术指南，以应对在基础设施建设、矿山开采、地下水资源管理以及地质灾害防治中遇到的水文地质挑战。 第一部分：裂隙岩体的结构地质基础 本书首先从结构地质学的角度，系统梳理了裂隙岩体的形成机制、发育特征及宏观描述方法。重点分析了控制岩体水文地质性质的关键结构要素，包括断层、节理、裂隙网的几何形态、密度、尺寸分布以及它们之间的空间关系。 1.1 裂隙系统的分类与描述 详细介绍了如何根据裂隙的形成机制（如构造应力、卸荷作用、热应力等）对裂隙进行分类。探讨了现场勘察和遥感技术在识别和描述裂隙带方面的应用。内容包括： 裂隙几何参数的量测技术： 传统的罗盘测量法、激光扫描技术以及无人机摄影测量在三维空间中对裂隙面产状（倾向、倾角）和线密度（P21值）的精确获取。 裂隙网络建模： 采用随机网络模型（Stochastic Fracture Network, SFN）和确定性模型来模拟复杂裂隙系统的空间分布，并评估其对宏观渗透性的影响。 岩体质量指标： 对RMR（岩石质量评定）和Q系统等经典岩体分类方法的局限性进行了辨析，并重点阐述了如何将裂隙系统的详细信息融入到更精细化的工程岩体分类体系中，例如基于连续介质与离散介质耦合模型的表征方法。 1.2 断层带的渗透性与力学响应 断层是控制区域水文地质流场和诱发地质灾害的核心因素。本书详细分析了不同类型断层（如压性、拉性、走滑型）在应力场作用下形成的导水或隔水特征。 断层带的物质组成与水力学： 探讨了断层泥、碎裂岩、胶结物等物质如何影响断层带的渗透系数，并基于野外观测证据，区分出导水型断层（如高裂隙度带）和阻隔型断层（如高压实泥质带）。 断层带的长期稳定性： 结合岩体力学和水压力的耦合分析，研究断层带在地下水波动（如人工补给或抽取）下，其剪切强度和渗透性的动态变化机制，为地震活动和滑坡风险评估提供基础数据。 第二部分：裂隙岩体中的水流理论与数值模拟 本部分专注于描述和量化裂隙岩体中的地下水流动规律，克服传统达西定律在描述高梯度、非均质流动问题时的不足。 2.1 裂隙中的水流机制 详细对比了在不同水力梯度和裂隙尺度下的水流模型： 单裂隙流动的解析解： 应用立方定律（Cube Law）精确计算单个宽大裂隙中的层流（Poiseuille流），并讨论了在粗糙裂隙面上的修正模型。 裂隙渗透率的等效性： 探讨了如何从微观尺度的裂隙参数推导出宏观尺度的等效渗透率（Hydraulic Conductivity）。重点分析了渗透各向异性（Permeability Anisotropy）的来源和量化方法，指出裂隙网的优势渗透方向与最大拉伸应力方向或节理系统的优势走向通常存在关联。 非达西流动与双重孔隙介质概念： 在高水力梯度或裂隙尺度较大的情况下，水流不再严格遵循达西定律。引入双重孔隙介质模型（如Barenblatt-Zheltov模型或Warren-Root模型），分别描述岩块基质（基质孔隙）和裂隙网络（优势通道）的渗流特征及其相互作用。 2.2 地下水文模型与数值方法 本书着重介绍了求解复杂裂隙岩体中三维地下水流问题的数值方法： 离散单元法（DEM）与有限元法（FEM）的耦合： 针对裂隙网络，如何利用DEM模拟裂隙的开合与力学响应，并将其水力学参数反馈给FEM或FDM网格，实现流固耦合（Fluid-Structure Interaction, FSI）。 连续介质近似方法： 当裂隙密度极高时，采用等效连续介质（Equivalent Continuum Method, ECM）进行模拟的适用性与局限性。对比了平行渗透率模型（Parallel Model）和串联渗透率模型（Series Model）在不同地质构造下的适用条件。 高精度数值模拟的应用： 介绍如何利用有限体积法（FVM）解决复杂的边界条件问题，特别是在隧道或矿井降水引起的地下水位快速下降（非稳定流）情景下的模拟精度优化。 第三部分：工程应用：水文地质勘察与风险控制 本部分将理论与实践紧密结合，聚焦于在大型地下工程建设中如何进行水文地质评价和风险管理。 3.1 水文地质勘察技术在岩体中的应用 强调针对高渗透性、非均质裂隙岩体的特殊勘察策略： 水力连通性测试： 详细介绍注水试验（Lugeon Test）在裂隙岩体中的应用限制及其修正方法。重点阐述了孔隙压力的瞬态响应测试（如“升降试验”或“Slug Test”）在确定单个或小群裂隙渗透参数时的优势。 地球物理勘探的整合： 探讨电阻率法（ERT）、激发极化法（IP）和瞬变电磁法（TEM）如何用于识别深部导水断层带、富水裂隙带以及地下水位的空间分布，以及如何将地球物理数据反演结果与钻孔资料进行融合解释。 示踪实验在流向确定中的作用： 利用示踪剂在裂隙网络中进行运移时间测定，以确定地下水的优势流向和平均流速，这对于预测污染物迁移路径至关重要。 3.2 隧道与矿山开挖中的水害防治 隧道和矿井的开挖必然扰动原有的水文地质平衡，引发涌水、突涌、失稳等严重水害。 降水对围岩稳定的影响： 分析地下水位的系统性降低如何改变岩体的有效应力状态，可能导致岩体收缩、节理张开或剪切破坏，并给出相应的岩压预测模型。 堵水与防排水设计： 针对高压富水区，系统性地介绍注浆堵水（如化学浆、水泥浆、硅酸盐浆）的技术选择、注浆压力控制、注浆范围的确定标准，以及其长期效果的监测评估方法。对于设计中的排水系统，讨论排水孔的设计密度、流道维护与集水系统的优化，以平衡工程安全与对环境地下水的影响。 高边坡与地下水耦合： 探讨地下水渗流对边坡稳定性的影响机制，特别是裂隙导水路径如何增加坡体重量、降低抗剪强度，并介绍基于安全系数法和极限平衡法的多裂隙边坡稳定性分析方法。 结论与展望 本书总结了当前裂隙岩体水文地质研究的前沿方向，包括多相流（如气体、油水在裂隙中的流动）、微生物对裂隙水化学及渗透性的影响，以及在应对气候变化背景下地下水资源的可持续开发与保护策略。强调了多尺度、多过程耦合分析在未来岩体工程水文地质研究中的核心地位。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆