岩石工程节理力学

本书介绍岩石节理的成因、露头自然特征与参数采集方法，形貌测试与描述方法，闭合变形与本构模型，剪切位移与本构模型，摩擦机理与峰值剪切强度准则，直剪试验颗粒离散元模拟方法，剪切速率效应与尺度效应，以及充填颗粒物的剪切运移破碎过程分析等内容。

第1章 绪论 1
1.1 形成原因 1
1.1.1 地质成因 1
1.1.2 力学成因 3
1.2 自然特征与参数采集 5
1.2.1 自然特征 6
1.2.2 参数采集 10
1.3 研究方法与内容 13
第2章 形貌测试方法与技术 14
2.1 室内测试方法与技术 14
2.1.1 接触式测试技术 14
2.1.2 非接触式测试技术 16
2.2 现场测试方法与技术 17
2.2.1 接触式测试技术 17
2.2.2 非接触式测试技术 20
2.3 数据修正 21
第3章 形貌参/函数 23
3.1 统计参/函数 23
3.1.1 高度参数 24
3.1.2 坡度参数 25
3.1.3 角度参数 26
3.1.4 空间变化参/函数 28
3.1.5 统计参数的局限性 30
3.1.6 关于峰点特征的进一步分析 31
3.2 分形参/函数 36
3.2.1 码尺法 36
3.2.2 h-L法 37
3.2.3 计盒维数法 38
3.3 三维粗糙度指标 38
3.4 节理粗糙度系数 41
3.4.1 试验法确定JRC 42
3.4.2 计算法确定JRC 44
3.5 参数关联性 44
3.5.1 JRC与统计参/函数 44
3.5.2 JRC与分形参/函数 49
3.5.3 JRC与方向性参数 50
第4章 形貌尺度效应与各向异性 52
4.1 尺度效应 52
4.1.1 图解法 53
4.1.2 公式法 54
4.1.3 机理分析 55
4.2 各向异性 58
第5章 闭合变形与本构模型 60
5.1 试验方法与变形性质 60
5.1.1 试验方法 60
5.1.2 变形性质 63
5.2 本构模型 64
5.2.1 经验公式 64
5.2.2 统计接触模型 66
5.2.3 Hopkins接触模型 79
5.2.4 分形接触模型 80
5.3 接触面积 81
第6章 剪切位移与本构模型 84
6.1 试验方法 84
6.1.1 剪切试验类型 84
6.1.2 室内剪切试验 85
6.1.3 原位剪切试验 87
6.2 剪切刚度 89
6.3 峰值剪切位移 90
6.4 剪胀 93
6.4.1 峰前剪胀 93
6.4.2 峰后剪胀 94
6.5 剪切位移本构模型 95
6.5.1 全量剪切模型 96
6.5.2 增量剪切模型 97
第7章 摩擦机理与峰值剪切强度准则 101
7.1 摩擦机理 101
7.1.1 稳滑摩擦机理 101
7.1.2 黏滑摩擦机理 104
7.2 峰值剪切强度准则 106
7.2.1 基本参数选取 106
7.2.2 同性岩石节理峰值剪切强度准则 109
7.2.3 异性岩石节理峰值剪切强度准则 117
7.3 影响因素 131
7.3.1 加载速率 131
7.3.2 尺度 135
7.3.3 温度 140
7.3.4 湿度 142
7.4 各强度准则比较与分析 144
7.4.1 偶合岩石节理峰值剪切强度准则 144
7.4.2 非偶合岩石节理峰值剪切强度准则 164
第8章 颗粒流数值直剪试验方法 173
8.1 基本理论 173
8.2 接触本构模型与细观参数选择 174
8.3 直剪模型构建及加载 176
8.3.1 模型构建 176
8.3.2 加载 178
8.4 结果分析 179
8.4.1 宏观剪切响应 179
8.4.2 细观破坏分析 180
第9章 剪切速率效应与尺度效应 184
9.1 剪切速率效应 184
9.1.1 宏观剪切响应 184
9.1.2 细观破坏分析 187
9.2 剪切尺度效应 191
9.2.1 宏观剪切响应 191
9.2.2 细观破坏分析 193
第10章 颗粒剪切运移破碎 196
10.1 试验模型构建与方案 196
10.2 充填颗粒物形状效应 197
10.2.1 扁率为0 197
10.2.2 扁率为1/3 200
10.2.3 扁率为1/2 201
10.3 剪切速率效应 203
10.3.1 扁率为0 203
10.3.2 扁率为1/3 205
10.3.3 扁率为1/2 207
10.4 参数敏感性分析 209
10.4.1 摩擦系数 209
10.4.2 接触模量 210
10.4.3 法/切向刚度比 211
10.4.4 黏结强度 211
参考文献 213