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第一章 节理概论1

第一节 结构面的成因及地质特性1

一、结构面的地质成因及其特性1

二、节理的力学成因及其特征1

第二节 节理的状态及其描述3

一、节理面的结合和充填特征3

二、节理面的形态特征及其描述4

第二章 节理表面形态的测试仪器和测试方法6

第一节 节理表面形态的室内测试仪器和测试方法6

一、光学方法6

二、机械触针式表面形态仪7

三、RSP-I型智能岩石表面形态仪8

四、测试方法和数据修正11

第二节 节理表面形态的现场测试仪器和测试方法13

一、圆盘倾斜仪法13

二、摄影测量法14

三、剖面线法14

四、现场分段测量方法16

第三章 节理表面形态的数学描述及特征研究18

第一节 节理表面形态的特征参(函)数18

一、表面形态的高度特征参(函)数18

二、表面形态的纹理特征参(函)数21

三、节理表面形态的分形24

第二节 节理表面形态特征的理论研究26

四、表面形态特征参(函)数之间的关系26

一、粗糙度和起伏度形态特征的数学描述27

二、粗糙度和起伏度形态特征函数的组合29

三、节理表面形态特征参数的性质30

第三节 节理表面形态数值模拟33

一、节理表面形态数值模拟的原理和程序33

二、节理表面形态参数性质的数值模拟研究34

第四节 节理表面形态特征的实测研究35

一、实际节理表面形态的一般特征35

二、岩石表面形态中的起伏度和粗糙度的分离理论36

第一节 节理试样的采集与制备40

一、天然节理的采集和制备40

第四章 节理法向闭合性质和闭合模型40

二、人工节理的采集和制备41

第二节 节理闭合试验42

一、节理闭合试验技术42

二、节理闭合变形性质44

第三节 节理闭合变形经验公式46

一、节理闭合变形经验公式综述46

二、节理的组合形态特征及初始开度48

三、考虑节理组合形态特征参数的闭合变形经验公式50

第四节 节理闭合模型52

一、节理闭合模型综述52

二、节理组合形态含起伏度的节理闭合模型54

三、节理闭合变形模型的试验验证63

四、节理闭合变形模型的比较65

第五章 节理剪切试验及节理剪切本构关系68

第一节 节理剪切试验原理和设备68

一、剪切试验原理68

二、剪切试验方式73

三、直剪试验仪75

四、直剪试验仪计算机辅助测试(CAT)系统80

第二节 节理剪切变形性质及本构关系84

一、节理剪切曲线及其经验公式84

二、节理本构关系87

一、Patton剪胀公式和Jaeger负指数剪切强度公式94

第一节 节理剪切强度公式综述94

第六章 节理剪切强度94

二、Ladanyi和Archambault剪切强度公式97

三、Barton节理剪切强度经验公式98

四、规则起伏度节理的剪切强度公式102

五、Gerrard的节理剪切强度总准则104

第二节 考虑起伏度和粗糙度的节理剪切强度公式108

一、理论分析108

二、试验验证109

第三节 节理剪切强度的影响因素110

一、充填特征的影响111

二、节理强度的尺寸效应112

三、加载速率的影响115

四、温度和湿度的影响116

五、节理力学性质的时间效应119

第四节 用节理表面形态参数预估其剪切强度120

一、节理的模糊综合评判分级及摩擦系数预估120

二、用节理表面形态参数预估其剪切强度的其他方法124

第七章 节理的摩擦和剪切机理125

第一节 节理摩擦机理125

一、节理稳滑摩擦机理125

二、节理粘滑摩擦机理130

第二节 节理剪切模型133

一、Yamad剪切模型133

二、孙宗颀剪切模型及其数值解法137

第八章 节理的渗流及其力学耦合性质141

第一节 渗透压力及其对节理的力学作用141

一、静水压力和渗透压力141

二、有效应力定律142

三、渗透压力引起的节理壁面变形144

第二节 节理渗流的水力学模型145

一、等开度光滑节理水力学模型145

二、租糙节理水力学模型147

第三节 节理渗流与应力的耦合149

一、间接耦合149

二、直接耦合150

参考文献155