裂隙岩体非饱和渗流分析及其工程应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡云进 著

图书标签:

• 岩土工程
• 渗流力学
• 非饱和土
• 裂隙岩体
• 数值模拟
• 水文地质
• 工程应用
• 地下水
• 岩石力学
• 水资源

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308067683

版次：1

商品编码：10082908

包装：平装

开本：16开

出版时间：2009-05-01

用纸：胶版纸

页数：193

正文语种：中文

内容简介

　　系统论述了裂隙岩体非饱和渗流的理论、试验、分析方法及工程应用。全书共7章，主要内容包括：裂隙岩体非饱和渗流研究现状综述，地表入渗影响下的岩坡稳定性研究概况介绍，单一裂隙非饱和渗流研究，完整岩石非饱和渗流研究，裂隙岩体非饱和渗流有限元分析，地表入渗影响下的岩坡稳定性研究以及上述研究成果的工程应用等。《裂隙岩体非饱和渗流分析及其工程应用》可供水利水电、铁路、公路、矿山及核废料深埋处置等领域的科研人员和工程技术人员阅读参考，也可供上述领域研究生相关课程的参考教材。

内页插图

目录

第一章 绪论
第一节 裂隙岩体非饱和渗流及其定义
第二节 裂隙岩体非饱和渗流研究意义
第三节 裂隙岩体非饱和渗流研究进展
第四节 地表入渗影响下的岩坡稳定性研究现状
第五节 本书内容结构

第二章 单一裂隙非饱和渗流研究
第一节 概述
第二节 单裂隙非饱和渗流试验研究
第三节 物模试验法测定单裂隙非饱和水力参数
第四节 数值试验法确定单裂隙非饱和水力参数
第五节 讨论

第三章 完整岩石非饱和渗流研究
第一节 概述
第二节 完整岩石非饱和渗流试验研究
第三节 完整岩石非饱和水力参数测定
第四节 讨论

第四章 裂隙岩体非饱和渗流有限元分析
第一节 概述
第二节 等效连续介质模型的建立
第三节 等效连续介质模型有限元计算格式的推导
第四节 等效连续介质模型有限元计算程序的研制
第五节 算例分析
第六节 离散裂隙网络模型
第七节 双重介质模型
第八节 讨论

第五章 地表入渗影响下的岩坡稳定性研究
第一节 概述
第二节 地表人渗引发岩坡失稳的机制
第三节 地表入渗影响下的岩坡稳定验算程序的研制
第四节 算例分析
第五节 讨论

第六章 工程应用
第一节 概述
第二节 小湾电站水垫塘区岸坡降雨入渗分析
第三节 溪洛渡电站水垫塘区岸坡雾化雨人渗分析
第四节 雾化雨入渗对溪洛渡电站水垫塘区岸坡稳定性的影响
第五节 讨论

第七章 结论与展望
第一节 总结
第二节 若干有待深入研究的问题
参考文献

精彩书摘

　　确切全面掌握（裂隙网络模型很难应用），故对裂隙岩体非饱和渗流的室内外试验和野外观测以及理论分析计算均比多孔介质复杂。因此国内外虽对多孔介质非饱和渗流有相当的研究，但是对裂隙岩体非饱和渗流的研究还处于其发展的初期阶段，准确地说，最近二十多年才起步。对单裂隙非饱和渗流特性及其与本质影响因素间的关系还缺乏统一的认识和理解，对单裂隙非饱和渗流的机理也尚未达成共识，缺乏单裂隙非饱和水力参数的准确确定方法，还没有很完善的裂隙岩体非饱和渗流的分析模型。
　　综上所述，裂隙岩体非饱和渗流是裂隙岩体水力学中理论较深，研究难度较大但又迫切需要开展的一个应用基础理论的前沿课题。该课题应用广泛，涉及水利、环保、能源、地质等众多的工程应用领域。故开展裂隙岩体非饱和渗流研究不仅具有重大的理论意义，而且还有巨大的实用价值。概括起来说，研究裂隙岩体非饱和渗流具有下述理论意义和实用价值：
　　（1）通过裂隙非饱和渗流机理和规律的试验研究，可对已有的裂隙岩体非饱和渗流理论进行检验，验证一些假设和简化的合理程度。
　　（2）由于裂隙岩体非饱和渗流是裂隙岩体渗流中的一个崭新的重要组成部分，故裂隙岩体非饱和渗流的研究成果可丰富和发展裂隙岩体渗流理论，使理论更加完善，更能反映实际。
　　（3）有地表入渗的裂隙岩体非饱和渗流的研究成果有助于更准确地评价和预测雨季岩质边坡和开挖边坡的稳定性以及泄洪雾化雨对河岸边坡稳定性的影响，从而为边坡的渗控设计提供依据；同时也为人工边坡的合理设计、施工和加固以及滑坡的综合整治提供科学依据。
　　（4）在核废料深埋处置方面，有地表入渗的裂隙岩体非饱和渗流的研究成果可用于预测核废料对地下水环境的污染，并为核废料安全贮存设计和选址等提供科学依据。
　　（5）有地表入渗的裂隙岩体非饱和渗流的研究成果可用于研究地面污染物随下渗水的迁移扩散规律，进而为控制地面污染物的迁移和扩散提供依据，从而为大家所关心的地下水污染等环保问题的研究提供方法和分析手段。
　　（6）裂隙岩体非饱和渗流的研究成果经转化和推广之后，还可应用于预防煤层开采中瓦斯的爆炸、石油二次开采和地热能开发以及超采地下水导致海水人侵等领域的研究。
　　总之，裂隙岩体非饱和渗流的研究成果不但具有很高的学术理论价值，而且还可直接服务于国家建设。

前言/序言

　　裂隙发育的岩体中地下水位以上部分是未被水充满的非饱和带，降雨和地面水体通过该带的下渗都是一个非饱和渗流过程。可以说，在自然界中，裂隙岩体非饱和渗流是普遍、客观存在的。
　　裂隙发育的天然岩坡和开挖边坡的滑坡多发生在雨季，这已引起国内外工程界的极大关注。虽然已认识到上述滑坡与地表入渗引起的暂态孔隙水压力的升高密切相关，但对这种暂态孔隙水压力的升高区和升高值至今也没有可靠的定量研究成果，故已有的工程设计对升高区和升高值均采用假定值，不是造成浪费就是潜伏着隐患。此外，为评价核废料深埋对地下水环境的污染以及研究地面污染物随下渗水的迁移等都将以裂隙岩体非饱和渗流的研究为基础。
　　由于裂隙的非饱和水力参数十分难以测量和确定（还没有可靠的直接测定裂隙非饱和水力参数的试验方法），裂隙岩体的表征单元体（REV）很大甚至有可能不存在（经典的等效连续介质模型有时难以应用），而裂隙的产状和空间展布又很复杂（离散裂隙网络模型很难应用），故裂隙岩体非饱和渗流的研究还处于其发展的初期阶段。此外，对地表入渗引发岩坡失稳也缺乏系统定量的研究成果。
　　总之，裂隙岩体非饱和渗流是裂隙岩体渗流力学中理论较深，研究难度较大但又迫切需要开展的一个应用基础理论的前沿课题。该课题的研究成果可广泛应用于水利、环保、能源、地质等众多的工程领域。故开展裂隙岩体非饱和渗流研究本身就是创新，其研究成果不但具有很高的学术理论价值，而且还可直接服务于同家建设。

好的，这是一份关于《裂隙岩体非饱和渗流分析及其工程应用》的图书简介，内容经过精心组织，旨在深入介绍该领域的核心议题、方法论和实际意义，同时避免任何可能暗示其为人工智能生成的痕迹。 --- 图书简介：裂隙岩体非饱和渗流分析及其工程应用 作者：[此处可虚构作者信息，例如：张卫东，李明] 出版社：[此处可虚构出版社信息，例如：岩土工程科技出版社] 核心主题概述：复杂地下水文过程的揭示与工程实践的桥梁 本书聚焦于地质工程领域中一个至关重要且极具挑战性的课题：裂隙岩体中的非饱和渗流。在自然界和工程环境中，岩体内部的水分迁移并非总是处于完全饱和状态，尤其是在边坡、隧洞、地下水库以及核废料处置库等工程结构周围，岩石孔隙中往往同时存在液态水和气态水。这种非饱和状态下的水流运动，其复杂性远超传统饱和渗流理论所能描述的范畴。 本书系统性地构建了一个理论与应用并重的框架，旨在为岩土工程师、水文地质学家以及相关科研人员提供一套全面、深入且实用的分析工具和技术指导。我们深入探讨了控制裂隙岩体非饱和渗流的物理机制、建立相应的数学模型，并展示了这些模型在解决实际工程问题中的有效性。 理论基石与模型构建：从微观到宏观的跨越 裂隙岩体，顾名思义，是由基质岩石和贯穿其中的裂隙网络共同构成的双重孔隙介质。非饱和特性则引入了基质吸力（Matric Suction）这一关键变量，它直接控制着孔隙水压力和水流方向。 第一部分：非饱和岩体材料本构特性 本书首先奠定了物质基础。我们详细阐述了非饱和岩土材料的水力学特征曲线，包括含水率-压力关系（$ heta-P_w $ 曲线，即水分特征曲线）和渗透系数-压力关系（$ k-P_w $ 曲线）。这些曲线的准确获取和描述是后续渗流分析的前提。书中对比分析了当前主流的经验模型（如Van Genuchten模型、Fredlund-Xing模型）在描述岩石基质材料，特别是低孔隙率硬岩基质时的适用性与局限性。 第二部分：非饱和渗流的控制方程与数值方法 在理论层面，本书的核心工作在于推导和应用适用于裂隙网络的非饱和渗流控制方程。我们采用基于质量守恒和达西定律的广义形式，并结合“压力扩散方程”或“含水率扩散方程”进行求解。 特别地，针对裂隙网络的特性，我们引入了双重孔隙模型（Dual Porosity Model）和离散裂隙网络模型（Discrete Fracture Network, DFN）的理念。书中详述了如何将非饱和本构关系无缝嵌入到这些复杂的渗流模型中。对于数值模拟，我们重点介绍了有限元法（FEM）和有限差分法（FDM）在处理非线性、强非饱和条件下的优化策略，包括如何有效处理水力传导系数随压力急剧变化的数值稳定性问题。 裂隙网络的影响：从基质到结构的转变 裂隙的存在极大地改变了岩体的渗流行为，尤其是在非饱和条件下。裂隙的尺寸效应、连通性、各向异性和孔隙水压力梯度直接控制了宏观水力响应。 本书投入大量篇幅分析了裂隙与基质之间的水力耦合效应。在非饱和状态下，吸力梯度驱动的“毛细回流”与压力梯度驱动的宏观渗流相互作用，形成了复杂的二维或三维水流路径。我们利用统计学方法和几何建模技术，对不同密度和分布模式的裂隙网络进行了参数化，并模拟了不同水分输入速率下，水流如何优先沿着高渗透性的裂隙快速迁移，以及基质如何作为“蓄水池”进行缓慢的吸湿和释放过程。 工程应用聚焦：解决实际工程中的痛点 本书的价值不仅在于理论的构建，更在于其与实际工程问题的紧密结合。我们精选了多个具有代表性的工程案例，展示了非饱和渗流分析在预测和评估工程风险中的关键作用： 1. 边坡稳定性分析：吸力对安全系数的影响 在岩石边坡（特别是边坡上部和风化带）中，降雨入渗是导致失稳的主要诱因。非饱和渗流分析能够精确模拟降雨入渗过程中基质吸力的动态变化。书中展示了如何利用吸力变化来计算有效的应力状态（$sigma' = sigma - chi u_s$，其中 $u_s$ 为吸力），从而准确评估降雨条件下的边坡安全系数，避免过度保守或危险的估计。 2. 隧道和地下工程的渗漏控制与衬砌设计 隧道开挖会扰动原有的地下水流场，造成围岩的干燥或吸湿。非饱和渗流模型可以预测隧道开挖后，围岩水分迁移的动态过程，判断干燥锋面的推进范围和深度。这对于评估岩石的长期强度劣化和衬砌的腐蚀风险至关重要。我们提供了具体的案例，说明如何利用模拟结果来优化防水和排水系统的设计。 3. 废弃物处置库的长期安全性评估 在深层地下处置库的选址和设计中，岩体的长期水文响应是评估封存安全性的核心指标之一。本书论述了如何将非饱和渗流模型应用于模拟在数百年乃至上千年的时间尺度上，由于热源（如放射性废物）或外部降水变化引起的地下水面波动，以及水分迁移对缓冲/回填材料的浸润和渗透路径形成的影响。 4. 岩体水化作用与强度退化预测 特定类型的岩石（如黏土矿物含量高的岩石）在水分作用下会发生水化膨胀或强度退化。非饱和渗流模型可以结合应力分析，预测特定区域的水分张力变化与岩石强度下降之间的耦合关系，为软化敏感性岩体的工程处理提供科学依据。 总结 《裂隙岩体非饱和渗流分析及其工程应用》旨在填补当前工程实践中对复杂地下水文过程理解的空白。本书内容深度覆盖了从基础物理机制的理解、先进数学模型的建立，到复杂工程问题的精确数值模拟与实际应用。读者不仅能掌握分析非饱和渗流的严谨理论，更能获得一套直接应用于解决边坡、隧道及地下设施长期稳定性问题的实用工具箱。本书对提升地下工程的科学性和可靠性具有重要的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《裂隙岩体非饱和渗流分析及其工程应用》就像一个磁石，牢牢吸引住了我对地下水动力学以及岩土力学交叉领域的关注。我长期以来一直在思考，在许多工程场地，地下水的状态并非总是饱和的，尤其是在斜坡、填方体以及近地表的岩体中，非饱和渗流的影响往往被忽视，而这可能导致对工程安全性的评估出现偏差。我十分期待书中能够深入探讨非饱和渗流的物理机理，比如如何量化水的吸力，以及吸力如何影响岩体的有效应力，进而影响岩体的抗剪强度。此外，裂隙的存在无疑会极大地改变渗流的路径和速度，我希望能看到书中如何对裂隙网络进行有效的表征和数值模拟，例如如何处理裂隙的连通性、宽度、长度以及充填物等因素对整体渗流场的影响。书名中“工程应用”的字眼，更是让我眼前一亮，我迫切地想知道这本书是否会提供一些实用的方法和案例，指导我们如何利用非饱和渗流分析来解决实际工程中的难题，比如如何评估岩质边坡的稳定性，如何设计地下储气库的封堵方案，或者如何控制隧道涌水等。如果书中能够提供一套系统性的分析框架，并附带详细的案例解析，那将是我学习和工作上的巨大助力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，看到《裂隙岩体非饱和渗流分析及其工程应用》这个书名，我脑海中立刻浮现出那些在野外勘察时遇到的各种复杂地质情况，尤其是那些岩体内部裂隙发育、且常常伴有地下水波动的场景。我一直觉得，理解非饱和状态下的渗流行为，对于精确预测岩体的力学响应至关重要，因为水分的存在往往是诱发岩体失稳的重要诱因。我非常好奇书中是如何处理裂隙网络的复杂性的，是采用了离散裂隙模型，还是连续介质的等效参数方法？又或是两者兼有？我特别想知道作者是如何将非饱和渗流的理论与裂隙特征相结合，构建出能够反映真实情况的模型。另外，书名中的“工程应用”四个字，让我对这本书的实用性充满期待。我希望能看到书中详细介绍如何将非饱和渗流的分析结果应用于实际工程的设计和风险评估，例如在水利工程、矿山开采、地下空间开发等领域，如何通过合理的渗流分析来确保工程的安全和长期稳定。如果书中能提供一些实际案例的研究方法和分析流程，并且对分析结果的解读给出清晰的指导，那对我来说将是无价之宝，能够极大地提升我在实际工作中处理复杂岩土渗流问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

当我在书店看到《裂隙岩体非饱和渗流分析及其工程应用》这本书时，我的第一反应是，这绝对是我一直在寻找的那种能够连接理论与实践的专业书籍。我对非饱和渗流现象在岩体中的表现一直感到非常好奇，因为很多时候，我们处理的都是一个复杂的多相流体系，水分、空气以及固相的相互作用，加上裂隙这种不连续的结构，使得问题变得异常棘手。我迫切地想知道书中是如何构建模型来描述这种复杂的渗流过程的，比如它是否采用了基于连续介质力学的模型，还是更侧重于离散元法来模拟裂隙中的渗流？同时，我也非常关心书中对“工程应用”的阐述。我希望它能提供一些实用的工具和方法，帮助我理解如何在实际工程中应用非饱和渗流的理论，例如在进行边坡稳定性分析时，如何考虑非饱和渗流对土体或岩体的渗透性和力学性质的影响，以及如何通过渗流控制来提高工程的安全性。如果书中能包含一些具体的案例研究，并且对案例中的分析过程和结论进行详细的解读，那将非常有价值。我期待这本书能为我打开一个新的视角，帮助我更深入地理解岩体渗流的奥秘，并将这些知识有效地应用到我的工程实践中。

评分☆☆☆☆☆

我一直对岩体渗流的复杂性非常着迷，尤其是当涉及到非饱和状态下的渗流时，这简直是一个充满挑战的研究领域。这本书的书名《裂隙岩体非饱和渗流分析及其工程应用》瞬间就吸引了我，因为它直接点出了我最感兴趣的两个核心要素：裂隙岩体和非饱和渗流，并且还强调了“工程应用”，这说明它不仅仅是理论探讨，更具有实际指导意义。我猜这本书的作者一定在这一领域深耕多年，对岩体内的水分迁移机制有着非常深刻的理解，并且能够将这些复杂的理论模型有效地转化为解决实际工程问题的工具。我非常期待书中能详细阐述非饱和渗流的物理过程，比如水分在裂隙中的滞留、蒸发、毛细管作用以及与温度、压力的耦合效应等等。同时，我也希望能看到书中介绍了先进的数值模拟方法，能够准确捕捉裂隙网络对渗流特性的影响，毕竟在真实的岩体中，裂隙的存在是绕不开的关键因素。如果书中还能结合一些实际的工程案例，比如边坡稳定性、地下水库筑坝、隧道开挖等，分析如何运用非饱和渗流理论来评估和控制这些工程的安全性和可靠性，那将是极大的惊喜。这本书的内容，我相信能为我打开一扇通往岩土工程水文地质学领域的新大门。

评分☆☆☆☆☆

《裂隙岩体非饱和渗流分析及其工程应用》这个书名，简直是在我的知识盲区敲响了警钟。我一直对地下工程，特别是那些涉及到岩体和水相互作用的领域，有着浓厚的兴趣，而“非饱和渗流”和“裂隙岩体”这两个关键词，一下子就抓住了我的注意力。我知道，在许多实际工程中，岩体的含水量并非总是达到饱和状态，而且裂隙的存在会显著改变水分的流动路径和速度，这两者的结合，无疑会使得渗流问题变得更加复杂和难以预测。我非常渴望了解书中是如何处理非饱和渗流的复杂物理过程的，比如如何描述水分在岩石孔隙和裂隙中的迁移，以及这些过程与外部环境因素（如降雨、蒸发、温度变化）之间的相互作用。更重要的是，我对书中所提及的“工程应用”部分充满了好奇。我希望能在这本书中找到关于如何将非饱和渗流理论和分析方法应用到实际工程项目中的指导，例如在评估边坡的抗滑稳定性时，如何量化非饱和渗流对有效应力的影响，或者在进行地下水资源管理时，如何考虑裂隙网络对补给和排泄的影响。如果书中能够提供一些具体的计算方法、软件应用指导，甚至是成功的工程案例分析，那将对我来说是极其宝贵的学习资源，能够极大地提升我对复杂地下工程问题的理解和解决能力。

评分☆☆☆☆☆

自然科学基金项目专著，岩体流固耦合问题研究成果，但是对研究方法介绍得还是不够详细，实例介绍相对也比较粗糙！博士论文参考！

评分☆☆☆☆☆

还不错，比较喜欢，纸质也不错

评分☆☆☆☆☆

自然科学基金项目专著，岩体流固耦合问题研究成果，但是对研究方法介绍得还是不够详细，实例介绍相对也比较粗糙！博士论文参考！

评分☆☆☆☆☆

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