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页数:119

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出版时间:2009-5

价格:48.00元

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isbn号码:9787313057464

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• 岩石力学
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岩石时效特性与节理模型：深度解析与前沿应用 本书聚焦于岩石力学领域中两个至关重要且相互关联的议题：岩石的时效性变形行为与节理网络对岩体整体力学响应的控制机制。通过系统的理论推导、详尽的实验数据分析以及前沿的数值模拟方法，本书旨在为岩土工程师、地质学家以及相关领域的研究人员提供一套全面而深入的知识框架，以应对复杂工程地质条件下的岩石工程挑战。 第一部分：岩石时效特性——时间依赖性变形的本质与量化 本部分将从微观结构演化到宏观力学响应，系统阐述岩石在长期荷载作用下表现出的粘塑性、蠕变和应力松弛等时效特性。 第一章：时效性变形的微观基础与本构关系 本章首先回顾岩石材料的经典弹性、粘性与塑性理论，并深入探讨在岩石材料中，矿物基质、孔隙结构以及微裂隙扩展在时间尺度上对变形行为的影响。我们将详细剖析蠕变过程的三个阶段（瞬时、稳态和加速蠕变），并基于热力学原理和不可逆过程理论，建立描述岩石粘塑性行为的本构模型。重点讨论广延介质（Generalized Maxwell Model）和流变学模型（如Burger's Model的修正形式）在岩石时效分析中的适用性与局限性。特别引入了基于能量耗散和损伤演化的蠕变模型，用以更精确地刻画岩石从弹性变形向不可逆变形过渡的机制。 第二章：实验技术与参数识别 详细介绍用于获取岩石时效参数的先进实验技术。内容包括不同应力路径下的三轴蠕变试验设计、温度与围压对蠕变速率的影响规律。重点阐述如何利用长时间序列的应力松弛数据，通过反演方法精确识别粘滞系数、弹性模量和塑性硬化参数。本章还将涵盖如何设计室内试验来模拟地下深部的高温高压环境，以及如何利用声发射（AE）技术监测蠕变过程中微裂纹的萌生与扩展速率，从而建立时效损伤与力学响应的定量关系。 第三章：岩石时效性的工程影响与预测 探讨岩石时效特性在实际工程中的体现，如隧道衬砌的长期收敛、深层边坡的缓慢滑动、以及地下储气库的封存稳定性。本章将引入时间效应下的岩石强度理论，分析蠕变如何导致岩石的有效强度随时间下降，即“时间依赖性强度退化”。最后，提出基于概率和不确定性分析的方法，预测岩石结构在设计寿命期内的变形和失效风险，为长期工程的安全评估提供理论支撑。 第二部分：节理模型与岩体宏观响应 本部分将焦点转向岩体结构中的关键不连续面——节理。重点研究节理的几何排列、物理特性及其对岩体整体力学行为（如渗透性、稳定性和变形模量）的控制作用。 第四章：节理的几何描述与空间分布 系统梳理描述节理系统的方法，包括产状（倾向、倾角）、间距、长度和密度。详细介绍基于野外测量、遥感解译和三维激光扫描技术获取的节理几何数据。重点阐述二维离散节理集（Joint Sets）的统计学模型（如泊松分布、经验分布）与三维空间填充模型的构建，为后续的数值模拟提供精确的输入参数。讨论如何量化节理的密度参数（如JRC, Joint Roughness Coefficient）及其对岩体宏观刚度的影响。 第五章：节理的物理特性与流变行为 深入分析节理面（Discontinuities）的力学响应，这不同于岩石基质。本章探讨节理面的法向和切向特性，包括法向刚度、抗剪强度（基于张开度、法向应力和摩擦角）。着重分析节理面上的水压、水力耦合作用及其对节理摩擦特性的影响。更进一步，引入节理面的时效性模型，研究节理在长期荷载下，由于蠕变、水化作用或节理面微观粗糙度的重塑导致的剪切强度退化和蠕变滑动行为。 第六章：基于离散元法的节理网络建模 本部分是理论与工程实践的结合点。详细介绍离散元方法（DEM）在模拟节理岩体变形与破坏中的优势。阐述如何将节理几何模型转化为DEM中的接触单元，以及如何将节理面的物理模型（包括时效蠕变项）嵌入到DEM的显式时间步进算法中。通过经典案例（如深巷道开挖、高边坡稳定性分析），对比分析不同节理模型（如平行片状模型、随机网络模型）对岩体整体刚度和破坏模式（如楔形块体运动、结构性滑坡）的影响差异。 第七章：耦合作用：时效性与节理控制的岩体行为 本书的创新性总结部分。探讨岩石基质的时效变形与节理面的长期滑动相互作用的复杂耦合机制。分析在长时间作用下，岩石基质的蠕变可能导致节理面上的应力重新分布，加速节理面的蠕变剪切。讨论在饱和或渗流条件下，时效变形、节理渗流和应力松弛的协同作用对地下工程（如核废料库、深水压力隧道）长期安全性的影响。最后，提出一种多尺度、多物理场耦合的时效-节理岩体本构框架，为下一代岩土工程分析提供理论工具。 本书的结构严谨，内容兼具深度和广度，适合作为高等院校岩土工程、水利水电、矿业工程等专业硕士及博士研究生教材或参考书，同时也是从事岩石工程数值模拟和长期稳定性评估的工程技术人员的必备参考资料。

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从文献综述的角度来看，《岩石时效特性与节理模型》展现了作者深厚的学术积累和广阔的国际视野。作者在梳理经典理论的同时，对近十年国际前沿研究的关注度非常高。书中对新型粘弹性模型、基于能学的时效损伤判据，以及新兴的数字图像相关技术在节理面变形监测中的应用等都有深入的评述和比较。让我印象深刻的是，作者没有盲目推崇某一种新理论，而是秉持着审慎的科学态度，对各种模型的适用边界和潜在缺陷进行了尖锐的批判性分析。这种“既兼容并蓄，又保持独立批判精神”的写作风格，让这本书的学术公信力极高。对于研究生或青年研究人员来说，这本书无疑是快速进入该领域前沿，并确定未来研究方向的绝佳参考指南。它不仅告诉你“是什么”，更告诉你“为什么”，以及“下一步该怎么做”。

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这本书的实用性强到令人咋舌，简直可以作为现场工程师的“应急手册”。它最让我惊喜的一点是，它不仅仅停留在理论层面，而是大量篇幅讨论了如何将这些模型应用于实际监测和预警系统中。比如，书中详细介绍了如何利用声发射技术、慢应变监测等手段来捕捉岩石时效特性演化的早期指标，并将这些数据反馈到节理模型的修正中去。这种“理论-实验-监测-反馈”的闭环设计，使得工程评估不再是静态的“一锤子买卖”，而是一个动态优化的过程。我特别喜欢它对“岩石疲劳寿命”评估方法的探讨，书中提供了一套经过多处实际工程验证的简化计算流程，这对于那些需要快速评估长期运营安全性的项目来说，简直是雪中送炭。总而言之，这是一本真正能指导实践，并且能提升我们解决复杂工程问题能力的工具书，它的价值远远超出了书本本身的定价。

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这本书的装帧和排版也值得一提，虽然内容专业，但阅读体验却出奇地好。纸张的质感非常厚实，印刷清晰，即便是反复翻阅查询那些复杂的公式和曲线图，眼睛也不会感到疲劳。更重要的是，作者在章节间的逻辑衔接上做得非常巧妙，使得原本跨越力学、材料学和地质学的交叉学科内容，读起来也显得井然有序。它似乎有一种魔力，能把那些原本看似孤立的岩石时效现象和节理面的几何控制，流畅地编织成一个完整的岩体行为描述体系。我周末特地抽了一整天来阅读关于“水-岩-应力”耦合作用下的时效演化，那种仿佛作者就在身旁耐心讲解的代入感，让我对接下来的工作充满了信心。这本书，无疑是岩石力学领域一本不可多得的集大成之作，值得所有相关专业人士珍藏。

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说实话，我本来以为这本书会是枯燥的教科书风格，没想到读起来竟然有种沉浸式的体验。作者在阐述节理模型时，采取了一种非常直观的“从现象到本质”的叙述方式。他们没有直接抛出复杂的数学公式，而是先从实际工程案例入手，比如某某隧道为什么会发生围岩失稳，或者某个边坡为什么在雨季后突然加速变形。然后，才将这些实际问题与节理面的摩擦特性、法向刚度、以及水岩相互作用等要素巧妙地结合起来。这种叙事结构极大地降低了理解难度，让我这个非纯理论研究出身的工程师也能迅速跟上思路。尤其对节理网络几何形态的随机性描述，书中引入的概率统计方法非常成熟，为我们在复杂地质环境中建立可靠的数值模型提供了坚实的数学工具。读完这部分，我感觉自己对节理控制下的岩体结构力学有了豁然开朗的感觉，不再是简单地把节理看作是“薄弱面”，而是理解了它作为一个动态、可变刚度的关键组成部分。

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这本《岩石时效特性与节理模型》简直是为我们这些常年与地质打交道的工程师量身定做的宝典！我拿到书的时候，首先被它扎实的理论基础给镇住了。它不是那种浮于表面的科普读物，而是深入到岩石力学最底层的分子和微观结构层面去剖析时效性的成因。特别是关于蠕变和应力松弛的机制，作者用一系列精妙的实验数据和复杂的本构模型进行了推导和验证，让人对岩石在长期荷载下的行为有了全新的认识。过去我们很多设计都是基于静态强度来估算的，但这本书彻底颠覆了这种思维定势，强调了时间维度在岩土工程稳定性评估中的核心地位。我特别欣赏其中关于“时效敏感性”的章节，它清晰地阐述了不同岩性、不同应力状态下，岩石性能衰减的速度差异，这对于深基坑、隧道开挖以及高边坡的长期安全评估具有极高的指导价值。书中的图表制作精良，公式推导严谨，参考文献的广度和深度也令人印象深刻，绝对是岩土工程领域的一部里程碑式的著作。

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