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內容簡介

　　《災害環境下重大工程安全性的基礎研究》為國傢973項目“災害環境下重大工程安全性的基礎研究”研究工作的係統總結，全書共9章，主要圍繞災害環境下重大工程安全性研究中的關鍵科學問題，在係統介紹國內外相關研究成果的基礎上，從地質賦存環境與地質災害成因、內外動力耦閤作用下地質災害演化機理及應用、不同尺度地質體力學特性及力學行為、多場耦閤作用下岩土力學特性與模型及應用、災害環境中岩體應力傳遞與能量釋放規律與錶徵方法、近斷裂地震作用下重大工程的動力響應分析方法、地質體與工程體相互作用機理、重大工程結構在地震作用下破壞過程模擬、岩石工程安全性評估與時空預測理論和方法九個方麵係統闡述瞭理論與實驗相結閤、宏觀與細觀相結閤、確定性與不確定性相結閤、經驗與分析相結閤的災害環境下重大工程安全性綜閤研究方法及其在水電、交通、鐵路、礦山、地質災害防治、橋梁建設等工程領域的應用。
　　《災害環境下重大工程安全性的基礎研究》內容豐富，涉及多個工程領域，可供地質工程、水電工程、采礦工程、交通工程、結構工程、煙土工程、地下工程等相關專業的科研人員、工程技術人員和研究生藉鑒參考。

目錄

《岩石力學與工程研究著作叢書》序
《岩石力學與工程研究著作叢書》編者的話
前言
第1章 地質賦存環境與地質災害成因
1.1 引言
1.1.1 地質災害及其所賦存地質環境研究的意義
1.1.2 地質災害的共性及差異性問題
1.1.3 關於地質災害防治對策的思考
1.1.4 科學問題與研究方法
1.2 中國西部地質背景概述
1.2.1 中國西部大地構造單元的簡述
1.2.2 藏東南地質災害及其地質背景
1.2.3 地質背景與自然環境的基礎地位
1.3 中國大陸淺層地殼實測地應力分布規律研究
1.3.1 以往研究的概述
1.3.2 垂直應力隨埋深的分布規律
1.3.3 水平主應力隨埋深的分布規律
1.3.4 不同岩性地應力分布規律的統計分析
1.4 川藏公路八宿一林芝段地質災害成因和防治對策
1.4.1 研究意義
1.4.2 研究方法和技術路綫
1.4.3 地質災害發生機理分析和研究區的工程地質分區
1.4.4 地質災害熵概念的提齣及其在然烏一東久段地質災害評價中的應用
1.4.5 八宿一林芝段滾石災害的工程地質分區與風險分析
1.4.6 麵狀碎屑流（溜砂坡）的成災模式分析
1.4.7 102滑坡隧道避滑對策的研究
1.5 南水北調西綫一期工程區地質災害信息數據庫和電子圖係
1.5.1 南水北調西綫一期工程區的概況
1.5.2 ArcGis 8.3介紹及係統設計原則
1.5.3 數據庫建庫方法
1.5.4 圖層劃分
1.5.5 數據庫管理係統設計與開發
1.6 金沙江上遊泥石流災害的空間分布及其成因研究
1.6.1 研究背景
1.6.2 研究區域概況
1.6.3 泥石流的空間分布
1.6.4 古泥石流的沉積特徵
1.6.5 年代學研究
1.6.6 結論與討論
1.7 紫坪鋪庫區斷層分布規律統計分析
1.7.1 研究背景
1.7.2 地質概況
1.7.3 斷層分布規律統計分析
1.7.4 主要結論
1.8 重大地質工程三維建模可視化分析
1.8.1 復雜地質條件下三維地質建模方法
1.8.2 信息集成管理與可視化分析係統開發及在龍灘水電站的應用
1.9 關於滑坡降雨預報方法的研究
1.9.1 問題的提齣
1.9.2 由外因（降雨）預測預報滑坡的哲學依據
1.9.3 “由天預報地”的若乾思考
1.9.4 滑坡預測預報的概率模型
1.9.5 基於雙因素分級疊閤的降雨型滑坡時空預報方法
1.9.6 可用於“由天預報地”的移動電話網絡技術
1.10 邊坡治理新技術研究
參考文獻

第2章 內外動力耦閤作用下地質災害演化機製及應用
2.1 引言
2.2 滑坡的時空分布與內外動力作用的關係
2.2.1 內外動力耦閤的區域地質環境
2.2.2 滑坡空間分布特徵
2.2.3 滑坡時間分布特徵
2.2.4 滑坡災害與地球內外動力作用的關係
2.3 滑坡滑帶的形成與內外動力作用關係
2.3.1 大型滑坡滑帶的發育特徵
2.3.2 滑帶形成演化的階段性
2.3.3 滑帶形成演化過程與模式
2.3.4 滑帶形成演化過程中的內外動力耦閤機製
2.4 基於內外動力耦閤作用的滑坡危險性區劃
2.4.1 自然斜坡結構探測、地質力學機製與穩定性
2.4.2 自然斜坡變形破壞的內外動力學因子
2.4.3 FCJ—GIs內外動力區劃模型及斜坡災害危險度評價：
2.5 典型滑坡發育演化史及其穩定性分析方法
2.5.1 古滑坡發育演化的曆史地質分析方法
2.5.2 新生型水庫滑坡的成因機製與判彆方法
2.5.3 蓄水一降雨聯閤作用下滑坡穩定性分析方法
2.5.4 基於強度摺減的滑坡穩定性三維分析方法
2.6 堆積層滑坡體的工程地質力學特性研究
2.6.1 堆積體的成因類型和分類
2.6.2 土石混閤體力學特性的試驗研究
2.6.3 土石混閤體力學特性的數值分析
2.6.4 工程應用——土石混閤體滑坡穩定性分析
參考文獻

第3章 不同尺度地質體力學特性及力學行為研究
3.1 地質體及其基本特性
3.2 兩類地質體特性的主要描述方法
3.2.1 岩體力學主要特性
3.2.2 土石混閤體力學特性
3.3 描述地質體的力學模型
3.3.1 剛性塊體麵一麵接觸模型
3.3.2 規則可變形、可斷裂塊體模型
3.3.3 任意可變形塊體模型
3.3.4 多尺度離散元計算方法及不同尺度地質體間相互作用方式
3.3.5 裂隙網絡滲流模型
3.4 地質體力學模型的典型應用
3.4.1 土石混閤體非均勻材料的計算方法
3.4.2 基於波動理論與物探技術的地質體力學特性探測方法
3.4.3 節理動態閉閤變形性質及應力波在節理處的傳播特性研究
3.4.4 節點位置隨機模型及應用
參考文獻

第4章 多場耦閤作用下岩土力學特性與模型及應用
4.1 引言
4.2 多場耦閤作用下岩土力學特性試驗研究
4.2.1 高溫高壓強滲透作用下岩石力學特性研究
4.2.2 低溫作用下岩石力學特性研究
4.2.3 水及化學腐蝕作用下岩石力學特性研究
4.2.4 岩石流變特性研究
4.2.5 凍土的力學特性研究
4.3 裂隙岩體滲流特性研究
4.3.1 法嚮應力作用下粗糙裂隙滲流特性研究
4.3.2 三維應力作用下裂隙岩體滲流特性實驗研究
4.3.2 裂隙岩體滲流特性現場測試與分析
4.4 多場耦閤模型及作用機理研究
4.4.1 低溫岩體溫度場、滲流場與應力場耦閤的數學模型
4.4.2 考慮滲流與應力場的岩石耦閤損傷統計本構模型
4.4.3 考慮溫度與應力場及滲流場的多場耦閤模型研究
4.4.4 岩石非綫性流變本構模型的建立
4.5 多場耦閤作用對工程穩定性影響的研究
4.5.1 寒區輸氣管道凍結問題分析
4.5.2 昆侖山隧道淺埋段穩定性分析
4.5.3 山西萬傢寨引黃工程高壓岔管滲透分析及應用
4.6 凍融災害對工程穩定性影響的研究
4.6.1 凍融災害對凍土工程穩定性的分析
4.6.2 青藏鐵路塊石氣冷結構路堤下凍土溫度場變化分析
4.6.3 青藏鐵路凍土路基變形分析
4.7 本章小結
參考文獻

第5章 災害環境中岩體應力傳遞與能量釋放規律
第6章 近斷層地震作用下重大工程的動力響應分析方法
第7章 工程體與地質體相互作用機理與整體穩定性研究
第8章 重大工程結構在地震作用下破壞過程模擬
第9章 災害環境下重大工程安全性分析評估、時空預測方法與係統研究
參考文獻

精彩書摘

　　第1章 地質賦存環境與地質災害成因
　　1.1 引言
　　1.1.1 地質災害及其所賦存地質環境研究的意義
　　所謂地質災害，是指由於所賦存的自然環境因素發生變化或由於自然環境因素變化與人類工程活動的共同作用而引發的對人類生活和工程構成重大威脅或造成重大損失的地質現象。根據這一說法，發生在人類生活區和工程建設區的滑坡、泥石流、崩塌、滾石、地震、水毀、雪崩、流砂坡等都是地質災害。地質災害的存在給
　　人類生活和工程建設活動帶來瞭嚴重威脅和巨大損失，古今中外，莫不如此。
　　國外的滑坡可以舉意大利瓦意昂大滑坡、新西蘭Mount Cook大滑坡和加拿大Frank大滑坡等。其中體積最大，造成損失最大的應當是發生於1963年的瓦揚大滑坡。這一體積近3億m。的近壩大滑坡激起瞭巨浪，它躍過大壩後衝毀瞭朗格朗日村，緻使2000多名村民罹難，並導緻當時在現場的工程技術人員和管理者死亡。如圖1.1所示，大滑坡使瓦揚壩工程報廢，水庫變成瞭“石頭庫”。
　　我國是一個地質災害頻發的國傢。以下幾個例子就足以證明問題的嚴重性：
　　1980年發生在湖北鹽池河的崩塌一滑坡，使284人罹難；
　　1996年發生在浙江天荒坪抽水蓄能電站大溪滑坡嚴重地影響瞭工程建設；
　　2001年發生於重慶武隆的滑坡，造成79人死亡；
　　1982年發生於長江雞扒子的大滑坡，損失逾億元；
　　2007年四川群發特大泥石流緻使12個人死亡，18人受傷，並在房屋、車輛、糧食作物方麵損失嚴重。
　　至於我國地質災害造成的損失問題，孫廣忠認為“包括山崩、滑坡、泥石流等山地災害造成的直接經濟損失每年可達20億～30億元”，而陳祖煜等對地質災害所造成損失的估計要高得多。他們認為“每年由地質災害所帶來的經濟損失平均在200億～500億元之間，地質災害已成為製約我國經濟及社會可持續發展的一個重大問題”。

前言/序言

　　隨著西部大開發等相關戰略的實施，國傢重大基礎設施建設正以前所未有的速度在全國展開：在建、擬建水電工程達30多項，大多以地下洞室（群）為其主要水工建築物，如龍灘、小灣、三闆溪、水布埡、虎跳峽、嚮傢壩等，其中白鶴灘水電站的地下廠房高達90m、寬達35m、長400多m；錦屏二級水電站4條引水隧道，單洞長16．67km，最大埋深2525m，是世界上埋深與規模均為最大的水工引水隧洞；規劃中的南水北調西綫工程的隧洞埋深大多在400～900m，最大埋深1150m。礦産資源與石油開采嚮深部延伸，許多礦山采深已達1200m以上。高應力的作用使得地下工程衝擊岩壓顯現劇烈，岩爆危險性增加，巷（隧）道變形速度加快、持續時間長。城鎮建設與地下空間開發、高速公路與高速鐵路建設日新月異。海洋工程（如深海石油與礦産資源的開發等）也齣現方興未艾的發展勢頭。能源地下儲存、高放核廢物的深地質處置、天然氣水閤物的勘探與安全開采、CO地下隔離等已引起政府的高度重視，有的已列入國傢發展規劃。這些工程建設提齣瞭許多前所未有的岩石力學前沿課題和亟待解決的工程技術難題。例如，深部高應力下地下工程安全性評價與設計優化問題，高山峽榖地區高陡邊坡的穩定性問題，地下油氣儲庫、高放核廢物深地質處置庫以及地下隔離層的安全性問題，深部岩體的分區碎裂化的演化機製與規律，等等，這些難題的解決迫切需要岩石力學理論的發展與相關技術的突破。
　　近幾年來，國傢863計劃、國傢973計劃、“十一五”國傢科技支撐計劃、國傢自然科學基金重大研究計劃以及人纔和麵上項目、中國科學院知識創新工程項目、教育部重點（重大）與人纔項目等，對上述科學與工程技術難題的攻剋陸續給予瞭有力資助，並針對重大工程在設計和施工過程中遇到的技術難題組織瞭一些專項科研，吸收國內外的優勢力量進行攻關。在各方麵的支持下，這些課題已經取得瞭很多很好的研究成果，並在國傢重點工程建設中發揮瞭重要的作用。目前組織國內同行將上述領域所研究的成果進行瞭係統地總結，並齣版《岩石力學與工程研究著作叢書》，值得欽佩、支持與鼓勵。
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