●《岩石力学与工程研究著作丛书》序
《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话
前言
章绪论1
1.1地下工程中的岩爆概况1
1.2岩爆基本概念3
1.2.1岩爆定义3
1.2.2岩爆分类4
1.3岩爆理论研究6
1.3.1岩爆静力学研究6
1.3.2岩爆动力学研究8
1.3.3岩爆准则9
1.4岩爆实验研究现状11
1.5岩爆物理模拟实验的新进展13
参考文献15
第2章应变岩爆实验系统与方法23
2.1工程现场岩爆特征及演化过程23
2.1.1国内外工程现场岩爆特征23
2.1.2应变岩爆演化过程27
2.2应变岩爆实验系统设计原理28
2.2.1岩爆实验系统应具备功能28
2.2.2围岩力学行为转化28
2.2.3力学行为转化的物理模型30
2.3应变岩爆实验系统组成31
2.3.1应变岩爆实验系统31
2.3.2实验主机系统33
2.3.3液压控制系统34
2.3.4力和变形数据采集系统35
2.3.5声发射监测系统36
2.3.6高速图像记录系统40
2.4应变岩爆实验方法41
2.4.1岩石基本物理力学实验41
2.4.2应变岩爆应力路径41
2.4.3应变岩爆实验设计44
2.4.4应变岩爆实验步骤49
参考文献50
第3章应变岩爆实验分析53
3.1应变岩爆实验影响因素53
3.1.1岩石矿物成分53
3.1.2岩石结构54
3.1.3载荷水平54
3.1.4实验机刚度56
3.2应变岩爆实验分析项目57
3.3典型岩石应变岩爆实验结果58
3.3.1应变岩爆实验基本参数58
3.3.2应变岩爆实验设计66
3.3.3应变岩爆实验特征68
3.4不同应力路径应变岩爆破坏特征106
3.4.1应力路径107
3.4.2破坏形态108
3.5应变岩爆破坏过程分析111
参考文献114
第4章应变岩爆声发射频谱分析116
4.1声发射技术简介116
4.1.1概述116
4.1.2声发射原理119
4.2应变岩爆声发射特征126
4.2.1声发射仪器及参数126
4.2.2声发射信号主频特征127
4.2.3声发射参数特征136
4.3应变岩爆微裂纹特征与声发射频谱关系153
4.3.1岩石破坏过程裂纹特征和声发射频谱关系153
4.3.2莱州花岗岩微裂纹与声发射频谱关系154
4.3.3北山花岗岩微裂纹与声发射频谱关系169
4.3.4芙蓉玄武岩微裂纹与声发射频谱关系185
参考文献201
第5章岩体矿物成分和结构对应变岩爆的影响204
5.1黏土矿物含量对应变岩爆的影响204
5.2岩体结构与岩石力学行为209
5.2.1结构面及其力学特性209
5.2.2含层理面岩体的强度特性211
5.2.3现场岩爆的岩体结构效应214
5.3层状结构砂岩岩爆实验设计215
5.3.1砂岩试件的矿物组成215
5.3.2砂岩试件的基本力学性质216
5.3.3受结构面影响的应变岩爆实验设计217
5.4层状结构砂岩应变岩爆特征219
5.4.1试件结构面与卸载面垂直时实验结果219
5.4.2试件结构面与卸载面平行时实验结果225
5.4.3层状结构砂岩应变岩爆爆坑特征230
5.4.4层状结构砂岩应变岩爆的趋势233
参考文献233
第6章应变岩爆的岩体刚度效应235
6.1岩体刚度的基本概念235
6.2岩体刚度效应对岩爆影响的实验研究237
6.2.1应变岩爆实验设计237
6.2.2不同岩性的岩体刚度效应238
6.2.3不同实验机的岩体刚度效应240
6.2.4不同结构面的岩体刚度效应245
6.3不同围岩条件下岩体刚度效应数值分析246
6.3.1颗粒流程序简介246
6.3.2应变岩爆数值模型248
6.3.3不同刚度比条件下的应变岩爆数值分析252
6.3.4刚度比对应变岩爆的影响分析253
6.4不同结构面条件下的岩体刚度效应数值分析260
6.4.1单组结构面260
6.4.2双组对称结构面267
6.4.3双组非对称结构面272
6.4.4结构面特性影响273
参考文献276
第7章应变岩爆的碎屑特征279
7.1应变岩爆碎屑分类279
7.1.1粒组划分方法279
7.1.2质量分布特征280
7.1.3尺度特征295
7.2应变岩爆碎屑分形特征301
7.2.1分形维数计算方法301
7.2.2分形特征分析302
7.3层状结构砂岩岩爆实验碎屑特征304
7.3.1碎屑分组及其质量频率特征304
7.3.2碎屑尺度特征306
7.3.3微裂纹分形特征306
7.3.4卸载面爆坑形态分形特征310
7.3.5应变岩爆破坏程度与分形特征的关系313
参考文献314
第8章应变岩爆工程实例物理模拟实验315
8.1大屯姚桥煤矿及孔庄煤矿煤岩爆315
8.1.1大屯矿区工程概述315
8.1.2岩爆概况321
8.1.3岩爆物理模拟实验322
8.1.4岩爆可能性分析326
8.2锦屏水电站大理岩岩爆329
8.2.1锦屏水电站工程概述329
8.2.2岩爆概况333
8.2.3岩爆物理模拟实验335
8.2.4岩爆可能性分析349
8.3加拿大克瑞顿矿花岗岩及加森矿橄榄岩岩爆350
8.3.1岩样基本情况350
8.3.2岩爆物理模拟实验353
8.3.3岩爆可能性分析369
8.4意大利大理岩岩爆371
8.4.1卡拉拉采石场岩爆现象概述371
8.4.2岩爆物理模拟实验372
8.4.3岩爆可能性分析381
参考文献381
索引383
内容简介
应变岩爆主要发生在完整的硬脆性深部岩体中，是深部地下工程中很常见的工程地质灾害，也是一种复杂的非线性动力学现象，其研究的难点是不易进行现场观测。因此，在实验室开展岩爆的物理模拟实验具有重要意义。本书介绍了作者自主研制的应变岩爆实验系统以及利用该实验系统进行的一系列基础实验研究成果，主要包括应变岩爆实验系统的设计理论与方法、典型应变岩爆的破坏特征、应变岩爆声发射信号的分析、岩体结构和黏土矿物对应变岩爆的影响、围岩刚度对应变岩爆的影响、应变岩爆碎屑的特征以及岩爆工程实例分析等内容。
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