矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:468

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出版时间:2009-8

价格:248.00元

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isbn号码:9787564604585

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• 矿山地质灾害
• 成灾机理
• 防治技术
• 矿山工程
• 地质工程
• 灾害防治
• 岩土工程
• 安全生产
• 工程地质
• 风险评估

矿山工程力学与岩石工程特性研究 本书聚焦于矿山开采活动中岩土体的力学响应、工程特性以及由此引发的潜在风险，旨在为矿山安全、高效开采提供坚实的理论基础和可靠的技术支撑。 本书系统梳理了矿山工程领域中岩石力学、围岩稳定性、边坡工程、地下结构安全等核心议题，深入剖析了复杂地质环境下的工程问题，并结合现代监测与数值模拟技术，提出了系统的风险评估与防治策略。 第一部分：矿山岩土体本构行为与工程特性 本部分深入探讨了构成矿山环境的基本介质——岩石与土体的本构关系及其在工程荷载作用下的力学响应。 1. 岩石力学基础与非连续性体特性 本书首先回顾了岩石力学的基本概念，包括强度理论（如莫尔-库仑准则、Hoek-Brown准则的最新发展）、变形模量测试与标定。重点阐述了岩体的非连续性特征，如节理、裂隙、层理等结构面如何控制岩体的整体力学性能。详细分析了单轴、三轴压缩试验中岩石破坏的模式演变，以及孔隙水压和温度对岩石强度和渗透性的耦合影响。引入了岩体分类系统（RMR、Q值系统）的最新应用，并结合实测数据，探讨了如何根据工程现场条件优化这些分类参数。 2. 土体工程特性与地基稳定性 针对矿区常见的软弱土层、人工回填体或排土场，本书详细讨论了土体的应力历史、固结沉降与剪切强度的确定方法。分析了饱和黏土中的孔隙水压力耗散机制，以及在动态荷载（如爆破振动、地震）作用下土体的液化风险评估。特别关注了矿区特殊土体（如膨胀土、冰冻土）的工程特性变化规律。在边坡工程方面，探讨了基于极限平衡法和有限元法对矿山边坡（露天边坡、排土场边坡）稳定性的分析流程，提出了考虑降雨入渗和地震作用下的边坡失稳模式预测。 3. 围岩体应力场与应力释放机制 深入研究了地下开挖活动对围岩体应力场的重分布效应。分析了深部开采中岩石应力集中现象，探讨了应力状态与岩石脆性破坏（如片帮、岩爆）之间的关系。阐述了不同开挖形状（圆形、马蹄形、矩形）和开挖顺序对围岩应力松弛程度的影响。引入了断层和褶皱等地质构造对围岩应力场影响的数值模拟方法，用以指导巷道和工作面的设计。 第二部分：地下结构稳定性与开采沉陷控制 本部分着眼于矿山开采过程中地下和地表结构所面临的稳定性挑战，及其主动控制技术。 4. 巷道与硐室的围岩稳定性分析 本书系统介绍了巷道围岩的支护理论与实践。详细对比了等效梁板理论、应力场理论与数值模拟方法在巷道稳定性评估中的适用性。重点讨论了支护结构的优化设计，包括锚杆、喷射混凝土、钢拱架的受力机理、优化布置间距和长度。针对高地应力区域，阐述了预应力锚固、注浆加固等主动支护技术，以及如何通过监测数据反演围岩的变形特性，实现支护的动态反馈控制。 5. 采空区顶板控制与支护技术 顶板是矿山开采中最薄弱的环节之一。本书深入研究了采空区顶板离层、垮塌的力学机制。结合岩层性质（如厚煤层、硬岩层），分析了顶板岩梁的形成与失稳过程。详述了不同开采工艺（如充填开采、垮落法、充填与非充填的过渡）下顶板的差异性响应。在支护技术方面，重点探讨了液压支架的合理选型、支撑压力计算，以及在复杂地质条件（如水淹、软岩）下新型支护系统的应用与效果评价。 6. 矿山地面沉陷与环境影响控制 系统研究了地下开采引起的地表沉陷的机理、预测模型与防治措施。介绍了经典的三维沉陷预测模型（如Borehole Model, 经验公式），并结合现代InSAR技术，实现了对沉陷区大范围、高精度的实时监测。重点论述了充填技术在控制矿山沉陷方面的应用，包括胶结充填、膏体充填的力学特性、浆体设计与输送工艺。同时，也涵盖了矿区固体废弃物（矸石、粉煤灰）的稳定化处理与回填技术，以减轻对区域环境的长期影响。 第三部分：先进监测、数值模拟与风险评估 本部分强调了现代工程技术在矿山安全管理中的应用，特别是数据驱动的分析方法。 7. 矿山岩土工程监测技术 本书全面介绍了用于矿山工程的各类先进监测技术，强调了多源数据融合的重要性。详细阐述了地应力、孔隙水压力、围岩变形等关键参数的实时、在线监测技术，包括钻孔应力计、地应力释放法、水文地质观测网络。重点介绍了分布式光纤传感技术（FBG）在监测巷道、大坝、边坡结构应变和温度方面的优势。讨论了如何利用监测数据建立预警阈值和风险分级系统。 8. 岩土工程数值模拟方法应用 深入讲解了有限元法（FEM）、离散元法（DEM）和不连续介质法（DFM）在矿山工程问题中的应用。以采场稳定性分析为例，展示了如何利用这些方法模拟爆破荷载、支护作用和开挖过程中的非线性岩土响应。探讨了耦合物理场（如渗流-力学耦合、热-力学耦合）在处理水文地质条件复杂或高地温矿山中的应用，提高了模拟结果的可靠性和指导性。 9. 矿山工程风险评估与决策支持 本书最后构建了基于工程力学分析结果的系统性风险评估框架。该框架结合了概率论和模糊综合评价方法，对岩爆、突涌水、边坡失稳等重大风险进行定量化评估。提出了一套“风险识别—参数量化—模型预测—对策制定”的闭环管理流程，为矿山工程的本质安全化管理提供科学的决策支持工具。 本书面向从事矿山工程、土木工程、地质工程及相关领域的研究人员、设计人员、施工管理人员和高校师生，是理解和解决复杂矿山工程力学问题的专业参考书。

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作为一名对地质科学抱有浓厚兴趣的普通读者，我在这本书中获得的知识和启发是巨大的。虽然书中的一些技术细节，对于我而言略显深奥，但作者的叙述方式，如同一个经验丰富的老地质学家，在娓娓道来他多年的观察和研究成果。他对地质现象的描述，充满了画面感，仿佛能将我带到那些复杂的地质构造现场。更重要的是，书中对于地质灾害的“防治”理念，渗透着一种对生命、对环境的敬畏之情。作者在强调技术手段的同时，也反复提及了风险评估、应急预案的重要性，以及与当地社区沟通协作的必要性。这让我认识到，地质灾害的防治，不仅仅是技术层面的问题，更是涉及到社会、经济、环境等多个层面的综合性课题。这本书让我对矿山地质灾害有了更深层次的理解，也激发了我对地质科学更进一步探索的兴趣。

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坦白说，在拿到这本书之前，我对矿山地质灾害的认识仅停留在一些模糊的概念层面，认为它们是自然界中不可避免的现象。然而，读完这本书的某些章节后，我才意识到，人类的活动，特别是大规模的矿产开发，在诱发和加剧这些灾害方面，扮演着多么重要的角色。作者在书中对采矿活动与地质环境相互作用的分析，让我对这一复杂关系有了更为深刻的理解。他通过对不同开采方式、不同采深对围岩应力场影响的模拟和分析，揭示了人类行为对地质体稳定性的潜在影响。尤其让我印象深刻的是，书中关于“采空区”稳定性评价的章节，对于如何准确预测和控制采空区可能引发的地表沉降和塌陷，作者给出了多角度的解决方案，这对于理解和规避人为诱发的地质灾害至关重要。这部分内容让我更加警醒，也更加认识到在开发资源的同时，保护环境、规避风险的重要性。

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这本书在论证上，给我留下了极其深刻的印象。作者不仅仅是陈述观点，更是通过大量的实证数据、严谨的图表分析和深入的案例研究，来支撑其每一个论断。在介绍某一种特定的地质灾害时，他会引用来自不同年代、不同地区的典型案例，并对这些案例的成因、后果以及防治措施进行详细的解构。我尤其赞赏的是，书中对于一些复杂地质现象的解释，并没有简单地归结于某一单一因素，而是强调了多因素耦合作用的观点。例如，在分析某次大规模滑坡事件时，作者会详细阐述降雨、地震、岩性、构造以及不合理的开挖方式等多种因素是如何共同作用，最终导致灾害的发生。这种多维度、系统性的分析方法，不仅使得结论更加令人信服，也为读者提供了更为全面的认识框架。

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这本书的封面设计颇为吸引人，深沉的矿蓝色调搭配着抽象的地质纹理，仿佛预示着一场关于地下深处秘密的探索。翻开扉页，作者的严谨和对矿山地质学的深厚造诣便跃然纸上。书的开篇部分，作者以极其详实的笔触，勾勒出宏大的矿山地质灾害图景，从地质构造的演变到岩体力学性质的细微变化，层层剖析，丝丝入扣。我尤其欣赏作者对不同地区、不同类型矿山所面临的地质灾害差异性的阐述，比如某某地区因其特殊的构造条件，更容易发生滑坡，而另一类矿山则面临着塌陷的严峻挑战。书中对这些现象的解释，既有宏观的理论框架，又不乏具体的案例分析，让我得以窥见这些灾害发生的复杂成因。读到此处，我仿佛置身于一个庞大的地质实验室，作者通过严谨的逻辑推理和翔实的证据，一点点揭示着大地深处的奥秘，以及潜藏在平静地表下的巨大能量。他对地质术语的运用恰到好处，既保证了专业性，又不会让人感到晦涩难懂，使得整个阅读过程既有挑战性，又充满启迪。

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这本著作的价值，在我看来，更多体现在其对于“防治”这一环节的深入探讨。在详细分析了各种地质灾害的成因之后，作者并没有止步于理论的描述，而是将目光投向了如何有效应对这些威胁。他提出的防治技术，涵盖了从工程加固到监测预警的各个方面，其中一些创新的思路和方法，让我眼前一亮。例如，在关于边坡稳定性加固的部分，作者不仅仅罗列了常用的锚固、支护等技术，还重点介绍了一种新型的纳米材料在岩土工程中的应用前景，这无疑为我打开了新的视野。此外，对于智能化的监测预警系统，书中也有着非常前沿的介绍，利用大数据分析和物联网技术，实现对地质灾害的实时监控和早期预警，这对于提高矿山作业的安全性具有划时代的意义。我深刻体会到，作者在撰写此书时，必然经历了大量的实践和反复的论证，才能将如此复杂且关键的技术问题，以如此清晰、系统的方式呈现出来。

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