- 科学出版社
- 9787030858603
- 1版
- 2026-07
作者简介
内容简介
本书介绍了三峡库区高陡岩溶岸坡岩体劣化？灾变？失稳模式的研究成果，包括消落带溶蚀岩体劣化调查评价、岩体劣化发育部位空间预测、不同岸坡结构的高陡危岩劣化？灾变？失稳机制、高陡危岩崩塌涌浪成灾评价等关键科学技术问题。除绪论外，全书分为4个部分，共9章。第1部分（第1章）介绍了三峡库区典型岩溶岸坡发育特征与孕灾环境研究，提出了岩溶岸坡结构与岩溶岸坡水动力类型；第2部分（第2章和第3章）研究了溶蚀岩体劣化特征，揭示了裂隙扩展与结构面破坏机理，提出了岩体劣化程度评价方法，建立了基于DFN的溶蚀岩体劣化空间预测方法及其分布模式；第3部分（第4～7章）揭示了柱状危岩、顺层灰岩岸坡和岩溶逆向岸坡的劣化？灾变？失稳机理，分析了考虑岩体劣化的高陡岸坡力学响应与破坏过程；第4部分（第8章和第9章）建立了基于PIV技术的滑坡涌浪多相动力观测平台，揭示了滑坡？涌浪动力传递机制，开展了典型高陡岸坡失稳成灾风险与防控工程研究。
目录
目录
序
前言
绪论 1
0.1 背景与意义 1
0.2 国内外研究现状 3
0.2.1 岩溶岩体劣化研究现状 3
0.2.2 水库区岩溶岸坡稳定性研究现状 5
0.2.3 岩溶岸坡滑坡涌浪研究现状 6
0.3 创新点 9
第1章 库区典型岩溶岸坡发育特征与孕灾环境研究 11
1.1 碳酸盐岩分布与岩体结构特征 12
1.1.1 碳酸盐岩分布 12
1.1.2 碳酸盐岩岩体结构特征 15
1.2 典型水库区岩溶岸坡结构特征与岩溶岸坡水动力类型 17
1.2.1 碳酸盐岩岩溶岸坡结构特征 17
1.2.2 岩溶岸坡水动力类型 18
1.3 三峡库区岩溶岸坡孕灾环境研究 23
1.3.1 周期性库水位变动 23
1.3.2 酸雨与降水 25
1.3.3 浅表层岩溶地貌 28
1.3.4 水位变动带岩体劣化 33
1.3.5 岩溶岸坡孕灾演化时间尺度 38
1.4 小结 39
第2章 溶蚀岩体劣化特征与程度评价 41
2.1 岩溶岸坡消落带岩体劣化特征研究 42
2.1.1 溶蚀岩体损伤劣化特征 42
2.1.2 岩体劣化力学模型 48
2.2 岩溶岸坡消落带岩体劣化机理研究 50
2.2.1 水-化学-应力耦合下岩体裂隙扩展机理 50
2.2.2 溶蚀岩体结构面破坏机理 56
2.3 溶蚀岩体劣化程度评价方法 59
2.3.1 溶蚀岩体劣化指标调查分析方法 59
2.3.2 溶蚀岩体劣化程度判别 61
2.3.3 溶蚀岩体劣化程度对地质强度指标的影响 66
2.4 小结 70
第3章 溶蚀岩体劣化空间预测及其分布模式研究 71
3.1 DFN渗流及岩体劣化部位寻找方法 72
3.1.1 裂隙网络DFN数学模型 72
3.1.2 三维裂隙模型构建 76
3.1.3 裂隙网络渗流分布 77
3.1.4 渗流差异与岩体劣化空间分析 82
3.2 典型节理化岸坡消落带岩体劣化空间模式研究 86
3.2.1 裂隙网络地质模型构建 86
3.2.2 库水位变动下典型岸坡渗流及岩体劣化空间分析 88
3.3 含大型结构面的典型消落带岩体劣化空间分析 90
3.3.1 裂隙网络地质模型构建 90
3.3.2 库水位变动下典型岸坡渗流及岩体劣化空间分析 95
3.4 小结 100
第4章 柱状危岩劣化-灾变-失稳机制研究 102
4.1 三峡库区若干柱状危岩体及其典型特征 102
4.2 岸坡岩体劣化物理模型试验相似理论 107
4.2.1 物理模型试验原理 107
4.2.2 裂隙岩体等效相似材料 108
4.2.3 试验模型设计与监测设备 112
4.3 基于物理试验的典型柱状危岩体劣化-灾变过程研究 114
4.3.1 演化过程图像分析 114
4.3.2 危岩演化过程应力分析 117
4.3.3 危岩演化过程位移分析 123
4.4 柱状危岩劣化-灾变-失稳模式 126
4.5 小结 128
第5章 顺层灰岩岸坡劣化-灾变-失稳机制研究 129
5.1 青石6号顺层灰岩岸坡概况 130
5.2 模型试验方案 133
5.2.1 关键问题与地质模型概化 133
5.2.2 岩体结构面试验材料 135
5.3 劣化演变多源数据试验结果分析 137
5.3.1 劣化-灾变过程分析 137
5.3.2 劣化-溃屈-滑动特征分析 138
5.3.3 位移变形-应力分析 140
5.3.4 顺层岸坡劣化-灾变特征与机制讨论 142
5.4 顺层岸坡劣化-灾变-失稳模式 145
5.5 小结 148
第6章 岩溶逆向岸坡劣化-灾变-失稳机制研究 150
6.1 典型逆向碎裂岩岸坡概况 150
6.1.1 龚家坊滑坡 150
6.1.2 硝洞槽滑坡 153
6.2 典型逆向岩质岸坡变形破坏试验设计 157
6.2.1 物理模型概化和相似材料 157
6.2.2 测量设备布置和模型设计 162
6.3 龚家坊滑坡侵蚀-塌岸-滑坡灾变过程分析 163
6.3.1 变形破坏特征 163
6.3.2 应力-孔隙水压力-位移分析 165
6.3.3 不同工况下逆向岩质岸坡塌岸-滑坡演化过程对比分析 168
6.4 逆向岩质岸坡劣化侵蚀-塌岸-滑坡破坏机理分析 170
6.5 小结 173
第7章 考虑岩体劣化的高陡岸坡力学响应与破坏分析 174
7.1 顺层岸坡劣化演变力学解析解研究 174
7.1.1 基于GSI(t)劣化-溃屈弹塑性板模型解析解 176
7.1.2 典型顺层岸坡稳定性及演化过程 179
7.1.3 临界挠曲段影响因素与敏感性讨论 182
7.2 考虑劣化侵蚀的逆向岸坡的力学响应与破坏过程分析 183
7.2.1 逆向岸坡坡脚侵蚀力学响应分析 183
7.2.2 逆向岸坡破坏过程分析 187
7.3 考虑岩体劣化的典型柱状危岩破坏过程研究 189
7.3.1 猴儿岩危岩概况 189
7.3.2 基于DFN的猴儿岩消落带岩体劣化空间分析 193
7.3.3 基于FEM-DEM耦合分析的猴儿岩岸坡破坏过程分析 196
7.4 小结 202
第8章 岩溶岸坡劣化失稳产生涌浪机制研究 203
8.1 基于PIV技术的滑坡涌浪多相动力观测平台 204
8.1.1 基于PIV技术的滑坡涌浪多相动力观测原理 204
8.1.2 滑坡涌浪两相观测平台 210
8.1.3 应用范围 212
8.2 滑坡涌浪动力传递机制研究 216
8.2.1 滑坡涌浪试验设置 216
8.2.2 滑体运动特征 218
8.2.3 水体运动特征 223
8.2.4 滑体-水体能量传递效率 228
8.3 小结 229
第9章 典型高陡岸坡失稳成灾风险与防控 230
9.1 棺木岭危岩体概况 230
9.1.1 地质背景 230
9.1.2 工程地质条件 232
9.1.3 变形破坏迹象与机理 234
9.2 棺木岭危岩体长期稳定性分析 236
9.2.1 稳定性分析模型构建 236
9.2.2 破坏机理及长期稳定性分析 238
9.3 棺木岭危岩体滑坡涌浪预测分析 246
9.3.1 棺木岭崩塌涌浪数值模型 246
9.3.2 水位145m时的滑坡涌浪预测 249
9.3.3 水位175m时的滑坡涌浪预测 255
9.4 棺木岭危岩体防治工程方案 260
9.4.1 防治设计目标 260
9.4.2 防治工程设计 261
9.4.3 防治工程施工工艺 264
参考文献 266
序
前言
绪论 1
0.1 背景与意义 1
0.2 国内外研究现状 3
0.2.1 岩溶岩体劣化研究现状 3
0.2.2 水库区岩溶岸坡稳定性研究现状 5
0.2.3 岩溶岸坡滑坡涌浪研究现状 6
0.3 创新点 9
第1章 库区典型岩溶岸坡发育特征与孕灾环境研究 11
1.1 碳酸盐岩分布与岩体结构特征 12
1.1.1 碳酸盐岩分布 12
1.1.2 碳酸盐岩岩体结构特征 15
1.2 典型水库区岩溶岸坡结构特征与岩溶岸坡水动力类型 17
1.2.1 碳酸盐岩岩溶岸坡结构特征 17
1.2.2 岩溶岸坡水动力类型 18
1.3 三峡库区岩溶岸坡孕灾环境研究 23
1.3.1 周期性库水位变动 23
1.3.2 酸雨与降水 25
1.3.3 浅表层岩溶地貌 28
1.3.4 水位变动带岩体劣化 33
1.3.5 岩溶岸坡孕灾演化时间尺度 38
1.4 小结 39
第2章 溶蚀岩体劣化特征与程度评价 41
2.1 岩溶岸坡消落带岩体劣化特征研究 42
2.1.1 溶蚀岩体损伤劣化特征 42
2.1.2 岩体劣化力学模型 48
2.2 岩溶岸坡消落带岩体劣化机理研究 50
2.2.1 水-化学-应力耦合下岩体裂隙扩展机理 50
2.2.2 溶蚀岩体结构面破坏机理 56
2.3 溶蚀岩体劣化程度评价方法 59
2.3.1 溶蚀岩体劣化指标调查分析方法 59
2.3.2 溶蚀岩体劣化程度判别 61
2.3.3 溶蚀岩体劣化程度对地质强度指标的影响 66
2.4 小结 70
第3章 溶蚀岩体劣化空间预测及其分布模式研究 71
3.1 DFN渗流及岩体劣化部位寻找方法 72
3.1.1 裂隙网络DFN数学模型 72
3.1.2 三维裂隙模型构建 76
3.1.3 裂隙网络渗流分布 77
3.1.4 渗流差异与岩体劣化空间分析 82
3.2 典型节理化岸坡消落带岩体劣化空间模式研究 86
3.2.1 裂隙网络地质模型构建 86
3.2.2 库水位变动下典型岸坡渗流及岩体劣化空间分析 88
3.3 含大型结构面的典型消落带岩体劣化空间分析 90
3.3.1 裂隙网络地质模型构建 90
3.3.2 库水位变动下典型岸坡渗流及岩体劣化空间分析 95
3.4 小结 100
第4章 柱状危岩劣化-灾变-失稳机制研究 102
4.1 三峡库区若干柱状危岩体及其典型特征 102
4.2 岸坡岩体劣化物理模型试验相似理论 107
4.2.1 物理模型试验原理 107
4.2.2 裂隙岩体等效相似材料 108
4.2.3 试验模型设计与监测设备 112
4.3 基于物理试验的典型柱状危岩体劣化-灾变过程研究 114
4.3.1 演化过程图像分析 114
4.3.2 危岩演化过程应力分析 117
4.3.3 危岩演化过程位移分析 123
4.4 柱状危岩劣化-灾变-失稳模式 126
4.5 小结 128
第5章 顺层灰岩岸坡劣化-灾变-失稳机制研究 129
5.1 青石6号顺层灰岩岸坡概况 130
5.2 模型试验方案 133
5.2.1 关键问题与地质模型概化 133
5.2.2 岩体结构面试验材料 135
5.3 劣化演变多源数据试验结果分析 137
5.3.1 劣化-灾变过程分析 137
5.3.2 劣化-溃屈-滑动特征分析 138
5.3.3 位移变形-应力分析 140
5.3.4 顺层岸坡劣化-灾变特征与机制讨论 142
5.4 顺层岸坡劣化-灾变-失稳模式 145
5.5 小结 148
第6章 岩溶逆向岸坡劣化-灾变-失稳机制研究 150
6.1 典型逆向碎裂岩岸坡概况 150
6.1.1 龚家坊滑坡 150
6.1.2 硝洞槽滑坡 153
6.2 典型逆向岩质岸坡变形破坏试验设计 157
6.2.1 物理模型概化和相似材料 157
6.2.2 测量设备布置和模型设计 162
6.3 龚家坊滑坡侵蚀-塌岸-滑坡灾变过程分析 163
6.3.1 变形破坏特征 163
6.3.2 应力-孔隙水压力-位移分析 165
6.3.3 不同工况下逆向岩质岸坡塌岸-滑坡演化过程对比分析 168
6.4 逆向岩质岸坡劣化侵蚀-塌岸-滑坡破坏机理分析 170
6.5 小结 173
第7章 考虑岩体劣化的高陡岸坡力学响应与破坏分析 174
7.1 顺层岸坡劣化演变力学解析解研究 174
7.1.1 基于GSI(t)劣化-溃屈弹塑性板模型解析解 176
7.1.2 典型顺层岸坡稳定性及演化过程 179
7.1.3 临界挠曲段影响因素与敏感性讨论 182
7.2 考虑劣化侵蚀的逆向岸坡的力学响应与破坏过程分析 183
7.2.1 逆向岸坡坡脚侵蚀力学响应分析 183
7.2.2 逆向岸坡破坏过程分析 187
7.3 考虑岩体劣化的典型柱状危岩破坏过程研究 189
7.3.1 猴儿岩危岩概况 189
7.3.2 基于DFN的猴儿岩消落带岩体劣化空间分析 193
7.3.3 基于FEM-DEM耦合分析的猴儿岩岸坡破坏过程分析 196
7.4 小结 202
第8章 岩溶岸坡劣化失稳产生涌浪机制研究 203
8.1 基于PIV技术的滑坡涌浪多相动力观测平台 204
8.1.1 基于PIV技术的滑坡涌浪多相动力观测原理 204
8.1.2 滑坡涌浪两相观测平台 210
8.1.3 应用范围 212
8.2 滑坡涌浪动力传递机制研究 216
8.2.1 滑坡涌浪试验设置 216
8.2.2 滑体运动特征 218
8.2.3 水体运动特征 223
8.2.4 滑体-水体能量传递效率 228
8.3 小结 229
第9章 典型高陡岸坡失稳成灾风险与防控 230
9.1 棺木岭危岩体概况 230
9.1.1 地质背景 230
9.1.2 工程地质条件 232
9.1.3 变形破坏迹象与机理 234
9.2 棺木岭危岩体长期稳定性分析 236
9.2.1 稳定性分析模型构建 236
9.2.2 破坏机理及长期稳定性分析 238
9.3 棺木岭危岩体滑坡涌浪预测分析 246
9.3.1 棺木岭崩塌涌浪数值模型 246
9.3.2 水位145m时的滑坡涌浪预测 249
9.3.3 水位175m时的滑坡涌浪预测 255
9.4 棺木岭危岩体防治工程方案 260
9.4.1 防治设计目标 260
9.4.2 防治工程设计 261
9.4.3 防治工程施工工艺 264
参考文献 266
