黄土洞穴潜蚀工程地质

黄土潜蚀工程地质属于黄土工程地质与黄土潜蚀的边缘学科，《黄土洞穴潜蚀工程地质》是靠前部将黄土工程地质与黄土潜蚀相结合的专著。李喜安，叶万军等著的这本《黄土洞穴潜蚀工程地质》首先就目前靠前外容易混淆的关于潜蚀及相关概念进行了必要的辨析和澄清，建立了基本潜蚀作用的概念模型，并通过理论推导、物理模拟等手段对黄土潜蚀作用发生的临界条件及其破坏机理进行了探讨。分析总结了黄土洞穴潜蚀灾害的类型和致灾机理，并对黄土洞穴的成因机理、形成演化过程进行了深入研究。为了研究潜蚀作用与灾害性块体运动之间的关系，在《黄土洞穴潜蚀工程地质》的很后对黄土洞穴环境下黄土边坡的破坏类型及其稳定性进行了初步分析。《黄土洞穴潜蚀工程地质》可供工程地质学、黄土力学、岩土工程学、水土保持等领域的科研技术人员及高等院校师生参阅。 

前言
1 黄土潜蚀作用研究综述
1.1 概念的提出及研究现状
1.2 存在的主要问题
1.3 拟解决的主要问题

2 潜蚀作用相关概念辨析
2.1 渗透力及地下径流形式
2.2 潜蚀作用概念模型
2.2.1 管涌、渗透压密、接触管涌、接触冲刷
2.2.2 流土、突涌与接触流土
2.2.3 流砂
2.2.4 地下冲刷侵蚀
2.2.5 洞穴侵蚀

3 潜蚀作用发生的临界条件
3.1 渗透侵蚀作用激发条件的理论推导
3.1.1 管涌及渗透压密的激发条件
3.1.2 流土发生的临界条件
3.1.3 突涌发生的临界条件
3.1.4 地下径流冲蚀动能公式
3.2 关于潜蚀作用概念模型的讨论
3.2.1 潜蚀与非潜蚀
3.2.2 潜蚀作用的继发性、动态性和复杂性
3.3 黄土地层突涌破坏机理物理模拟
3.4 黄土地层突涌破坏机理数值模拟

4 黄土洞穴潜蚀灾害
4.1 黄土洞穴潜蚀的直接危害
4.2 黄土洞穴潜蚀的间接危害
4.3 黄土洞穴潜蚀灾害及其成灾机理——以公路黄土暗穴为例
4.3.1 黄土暗穴对公路工程危害的一般特点
4.3.2 黄土暗穴对公路工程的直接危害及其致灾机理
4.3.3 黄土暗穴对公路工程的间接危害及其致灾机理

5 黄土洞穴的成因机理
5.1 黄土土性与洞穴形成的关系
5.1.1 黄土的渗透性与黄土洞穴形成的关系
5.1.2 黄土的崩解性与暗穴形成的关系
5.1.3 黄土的湿陷性与洞穴形成的关系
5.2 黄土节理裂隙与黄土洞穴形成的关系
5.2.1 构造节理裂隙与黄土洞穴形成的关系
5.2.2 垂直节理裂隙与黄土洞穴形成的关系
5.2.3 卸荷裂隙与黄土洞穴形成的关系
5.2.4 湿陷裂隙与黄土洞穴形成的关系
5.2.5 风化裂隙与暗穴形成的关系
5.3 地下水与黄土洞穴形成的关系
5.3.1 黄土地层中地下水的类型
5.3.2 地下水在黄土洞穴形成过程中的作用机理
5.3.3 黄土洞穴成因的多样性

6 黄土洞穴的形成演化过程
6.1 黄土洞穴内部构造特征
6.1.1 黄土暗穴断面特征
6.1.2 黄土暗穴空间形态特征
6.1.3 黄土暗穴内部构造特征
6.2 黄土洞穴孕育期及其特征
6.3 黄土洞穴形成期及其特征
6.4 黄土洞穴发展期及其特征
6.5 黄土洞穴破坏期及其特征
6.6 黄土洞穴消亡期及其特征

7 黄土崩解性试验研究
7.1 大试块黄土崩解试验及原位崩解试验介绍
7.2 黄土的崩解机理
7.2.1 黄土崩解作用的本质
7.2.2 黄土崩解作用的特点
7.3 黄土崩解性的影响因素及其机理
7.3.1 天然含水率对黄土崩解性的影响机理
7.3.2 黄土的结构性对其崩解性的影响
7.3.3 黄土崩解过程中的边界效应
7.4 黄土崩解动力学研究
7.4.1 试验方法
7.4.2 试验结果与讨论

8 黄土抗冲性试验研究
8.1 黄土洞穴大试块抗冲性试验研究
8.1.1 试验设计
8.1.2 试验结果分析
8.2 原位冲刷试验
8.2.1 试验目的及试验工况设计
8.2.2 试验步骤
8.2.3 试验结果分析

9 黄土洞穴侵蚀速率试验研究
9.1 黄土洞穴侵蚀速率物理模拟试验
9.1.1 试验装置及工况设计
9.1.2 试验结果及分析
9.2 大型天然黄土洞穴系统现场冲刷试验
9.2.1 试验区概况
9.2.2 试验目的及主要装置
9.2.3 试验过程及现象观察
9.2.4 试验结果分析

10 洞穴环境下黄土边坡稳定性分析
10.1 洞穴环境下黄土边坡破坏类型
10.1.1 洞穴或洞穴系统的形成及其变形破坏
10.1.2 洞穴引发边坡的局部或整体变形破坏
10.1.3 洞穴对边坡破坏体的后生改造
10.2 洞穴潜蚀环境下黄土边坡稳定性分析
10.2.1 暗穴沿坡面倾向发育时黄土边坡稳定性有限元分析
10.2.2 暗穴沿坡脚发育时黄土边坡稳定性有限元分析
10.2.3 基于强度折减法的暗穴环境下非饱和黄土边坡稳定性有限元分析

11 结论及展望
11.1 主要结论
11.2 展望
参考文献 

    目前，潜蚀工程地质问题已广泛涉及水利水电工程、土木工程、铁路工程、公路工程、港口工程、防灾减灾工程、农田水利工程、矿山工程、建筑工程、环保工程等众多行业领域，随着各类工程建设活动的不断开展，方方面面的潜蚀工程地质问题已经变得越来越突出，在相当程度上决定和影响着各类工程的设计、建设和维护。但由于潜蚀工程地质问题本身命题很大，可以说是一项浩大的系统工程，而各行各业关于潜蚀工程地质问题涉及的领域又比较狭窄，行业之间一方面缺乏理论和经验知识的交流和渗透，另一方面也由于潜蚀作用发生环境的多样性、作用方式的复杂性、发生过程的随机性等，使得潜蚀工程地质方面的研究还十分薄弱，主要表现在以下几个方面：

    （1）各种潜蚀作用过程的概念模型有待建立。正确的分类与命名是科学研究的基础，在潜蚀工程地质研究过程中所接触到的国内外诸多文献中，涉及渗透、潜蚀及其相关的各种作用、过程和现象的许多名词、术语，由于学科上的习惯不同、表达方式不同、研究目的和所要表达的意思不同以及文化的差异，或者在理解和应用方面的发展和演变，使得原本用来描述同一本质现象或过程的名词或术语变得不能统一，甚至用相同的术语来描述本质不同的作用或过程，这使得有的文献在运用概念时比较随意，容易造成人们的混淆和误解，对科研工作、工程建设甚至教学工作都会造成影响。

    （2）各种潜蚀过程的作用机理以及各种现象的激发条件均有待进一步深入研究。目前只是关于高渗透压力下管涌、流土的激发条件研究较为深入，而对于其他过程的激发条件，尤其是在低渗透压力下的种种过程研究则相对较浅。

    （3）对潜蚀速率的定量研究还十分欠缺。由于潜蚀作用过程的复杂多样性、突发性和不稳定性等原因，使得关于潜蚀速率的定量研究较少。

    （4）潜蚀作用与块体运动的关系尚未得到重视。在地质工程领域，人们原本为了研究块体运动而开始研究潜蚀，却在研究块体运动后忽视了潜蚀的研究。目前有关潜蚀与崩、滑、流关系的研究无论在内容的丰富程度还是在研究深度上都十分缺乏。 ……