人工冻土力学性质及施工风险管控

《人工冻土力学性质及施工风险管控》系统阐述了人工冻土的力学特性、工程应用及施工风险控制技术，涵盖理论分析、实验研究、数值模拟和工程实践，主要内容包括：人工冻土的基本性质、人工冻结法施工技术、冻土力学模型与数值模拟、施工风险识别与控制。本书既包含冻土力学的基础理论，又提供工程实践中的关键技术，如冻结壁设计、风险预警等，介绍了人工冻土的最新研究成果，如多场耦合分析（热-力-水耦合）、智能监测技术等， 内容由浅入深，既适合读者用于学术研究，也可用于指导现场施工。 本书可供从事地铁、隧道、矿山、基坑等冻结法设计的工程技术人员阅读，也可供高等院校相关专业师生参考。

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第一章　绪论001 1.1 冻土的研究背景003 1.2 冻土的研究现状005 1.2.1 冻土力学及冻胀作用的研究现状005 1.2.2 冻土动荷载本构关系研究现状006 1.2.3 混凝土早期抗冻性能研究现状007 第二章　冻结法理论基础011 2.1 冻土的概述013 2.1.1 冻土的基本成分013 2.1.2 冻土的形成过程013 2.1.3 冻土的热物理参数014 2.2 冻土的力学性质017 2.2.1 抗压强度017 2.2.2 抗剪强度018 2.2.3 蠕变性019 2.3 冻结帷幕及其周围土体的力学分析研究021 2.3.1 冻结帷幕周围土体的力学分析研究021 2.3.2 冻结帷幕的力学分析研究022 第三章　土体冻胀机理及影响因素027 3.1 冻胀机理029 3.2 土的冻胀特性指标030 3.2.1 冻胀率030 3.2.2 冻胀力031 3.2.3 冻胀速率031 3.2.4 融沉量032 第四章　人工冻土热物理力学性能试验033 4.1 常规土工试验035 4.1.1 土的颗粒分析试验035 4.1.2 含水率试验035 4.1.3 密度试验036 4.1.4 导热系数试验037 4.1.5 液塑限试验037 4.1.6 比热容测定试验038 4.1.7 冻结温度测定试验039 4.2 人工冻土多功能冻胀系统040 4.2.1 试验系统简介040 4.2.2 试验系统主要功能041 4.3 人工冻结黏土冻融试验042 4.3.1 冻融试验主要步骤042 4.3.2 冻融试验方案043 4.3.3 冻融试验结果分析044 4.4 冻土单轴抗压强度试验048 4.4.1 单轴抗压强度与温度的关系048 4.4.2 冻土弹性模量051 4.4.3 冻土的泊松比052 4.4.4 冻土单轴条件下的应力-应变关系054 第五章　低温石墨尾矿混凝土力学特性试验研究059 5.1 研究背景及意义061 5.2 试验材料与方法062 5.2.1 试件设计063 5.2.2 试验用主要原材料064 5.2.3 主要试验设备066 5.2.4 配合比设计068 5.2.5 试件制备及养护071 5.3 石墨尾矿混凝土早期抗冻性能试验研究072 5.3.1 试验方案073 5.3.2 石墨尾矿混凝土的抗压强度075 5.3.3 石墨尾矿混凝土的抗冻临界强度078 5.3.4 石墨尾矿混凝土抗冻临界强度影响因素分析083 5.4 石墨尾矿混凝土压缩断裂性能试验研究088 5.4.1 石墨尾矿混凝土断裂破坏过程089 5.4.2 翼型裂纹压缩断裂模型090 5.4.3 裂纹扩展特征分析091 5.4.4 测试数据094 5.5 对传统断裂力学模型试验原理所得结果的讨论096 5.5.1 预制裂缝倾角对KⅠC 值的影响096 5.5.2 预制裂缝长度对KⅠC 值的影响098 5.6 对微裂纹单元应力模型试验原理所得结果的讨论100 5.6.1 预制裂缝倾角对KⅠC 和KⅡC 值的影响100 5.6.2 预制裂缝长度对KⅠC 和KⅡC 值的影响102 5.7 本章小结103 第六章　冻结法施工风险评价105 6.1 冻结加固土体稳定等级划分108 6.1.1 微观指标稳定等级阈值的确定109 6.1.2 宏观指标稳定等级的确定110 6.1.3 风险评价方法的选择111 6.2 基于土体力学特性的风险评估114 6.2.1 加固体稳定性评价体系114 6.2.2 隶属度函数的确定116 6.2.3 指标权重向量的确定117 6.2.4 各级指标模糊向量的确定120 6.2.5 风险评价结果124 6.3 本章小结125 第七章　结论与展望127 7.1 主要结论129 7.2 不足与展望130 参考文献131