節理岩體應力滲流耦合機理及錨固理論是岩土工
程及其相關領域的重
要科學和技術問題。由王剛、蔣宇靜、李術纔著的《
裂隙岩體應力滲流耦合特性及錨固理論》圍繞這一關
鍵問題開展繫統研究：研制了新型數
控剪切滲流耦合試驗繫統，可在恆定法向荷載和恆定
法向剛度邊界條件下
進行裂隙面的應力滲流耦合試驗；基於試驗和數值模
擬研究，繫統分析粗糙
裂隙面剪切破壞機理和溶質運移特性，建立了粗糙裂
隙面的剪切強度模型
和滲流計算模型；基於顆粒離散元法，繫統分析裂隙
面一漿體一錨杆耦合作
用機理，揭示了裂隙面的錨固機理，提出了裂隙岩體
錨固中“宏細觀耦合支
護”的概念，建立了錨固裂隙岩體斷裂損傷理論模型
和計算方法；結合自洽
理論和應變能等效原理等，建立了滲透壓力作用下裂
隙岩體應力滲流耦合
模型；基於以上理論模型和計算方法，繫統開展工程
應用研究。
本書可供從事岩土工程、礦山工程、水利水電工
程、隧道工程等研究領
域的科技工作者、研究生、本科生和工程技術人員參
考使用。

前言
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 節理裂隙應力滲流耦合機理研究綜述
1.2.1 岩石裂隙表面形貌描述方法研究
1.2.2 岩石裂隙滲流特性描述方法
1.2.3 正應力對岩石節理滲透性影響的試驗研究
1.2.4 剪切變形對岩石節理滲透性影響的試驗研究
1.2.5 岩石裂隙滲流應力耦合模型研究
1.2.6 岩石裂隙中溶質運移研究
1.3 裂隙岩體錨固研究綜述
1.3.1 試驗及理論分析方面
1.3.2 數值分析方面
1.4 本書主要內容
參考文獻
第2章 粗糙節理面剪切破壞機理和強度模型
2.1 岩體節理剪切試驗裝置開發與試驗研究
2.1.1 新型岩體剪切試驗裝置的開發背景
2.1.2 直剪試驗裝置的硬件和軟件繫統
2.1.3 岩石裂隙的剪切力學行為的試驗研究
2.2 結構面剪切破壞細觀機理數值模擬研究
2.2.1 岩石材料的顆粒流程序表達
2.2.2 岩石壓縮破壞過程的細觀模擬研究
2.2.3 岩石節理面剪切破壞細觀機理研究
2.3 裂隙表面形態數學描述及特性研究
2.3.1 裂隙表面形態特征函數
2.3.2 裂隙表面形態特征理論研究
2.4 粗糙節理面隨機強度模型
2.4.1 單個長方體凸起剪切破壞分析
2.4.2 隨機強度模型建立
2.4.3 物模試驗驗證
2.4.4 隨機模型中參數影響
2.5 地下洞室圍岩裂隙開裂判斷方法及其應用
2.5.1 工程研究背景
2.5.2 裂隙擴展判據
2.5.3 裂隙擴展判斷方法與計算流程
2.5.4 工程應用概況
2.5.5 數值模擬計算與分析
2.5.6 分析和討論
2.6 本章小結
參考文獻
第3章 粗糙節理面剪切滲流耦合試驗及數值模擬研究
3.1 岩石節理水力耦合特性研究
3.1.1 節理裂隙水力學性質描述
3.1.2 自然岩石節理滲流性質研究
3.1.3 岩石節理水力耦合研究
3.1.4 岩石結構面滲流特性研究新進展
3.1.5 小結
3.2 剪切滲流耦合機理試驗研究
3.2.1 試驗裝置概括
3.2.2 數控伺服繫統的建立
3.2.3 岩石試件準備及表面數據測量
3.2.4 剪切滲流試驗過程
3.2.5 試驗結果分析
3.2.6 小結
3.3 節理裂隙剪切滲流耦合試驗數值模擬研究
3.3.1 試驗描述
3.3.2 試驗過程中力學開度的應用方法
3.3.3 數值計算控制方程
3.3.4 邊界條件和接觸面積的處理方法
3.3.5 結果比較和分析
3.3.6 小結
3.4 本章小結
參考文獻
第4章 粗糙節理面滲流計算模型和溶質運移機理研究
4.1 考慮分形特征的節理面滲流計算模型研究
4.1.1 節理面滲流計算分形模型
4.1.2 節理面分形維數計算
4.1.3 節理滲流計算公式的驗證
4.1.4 修正參數的分析與討論
4.1.5 小結
4.2 溶質運移數值模擬
4.2.1 運移場控制與方程與邊界條件
4.2.2 運移場模擬結果分析
4.2.3 考慮吸附作用的溶質運移
4.2.4 小結
4.3 本章小結
參考文獻
第5章 裂隙岩體錨固機理和理論模型
5.1 裂隙岩體基本變形規律研究
5.1.1 裂隙岩體幾何特性研究
5.1.2 節理變形特性研究j
5.2 岩石節理面錨固作用機理
5.2.1 節理岩體錨杆局部應力和變形性質
5.2.2 數值計算公式
5.3 岩石節理面剪切試驗顆粒流模擬
5.3.1 數值模型的建立及細觀參數的確定
5.3.2 加錨節理面直剪試驗數值模擬
5.3.3 小結
5.4 節理面有限元計算模型
5.4.1 二維線性節理單元剛度矩陣
5.4.2 初應力引起的結點荷載
5.4.3 錨杆對節理面“銷釘”作用
5.5 加錨岩石節理有限元計算方法
5.5.1 節理面計算方法
5.5.2 錨杆對節理加固作用有限元計算過程
5.6 本章小結
參考文獻
第6章 加錨裂隙岩體計算模型研究及應用
6.1 加錨節理面應力和變形研究
6.1.1 壓剪應力狀態下節理面變形特點與錨杆應力分析
6.1.2 拉剪應力狀態下節理面變形特點與錨杆應力分析
6.2 加錨裂隙岩體本構關繫
6.2.1 壓剪應力狀態下的本構關繫
6.2.2 拉剪應力狀態下的本構關繫
6.3 損傷與彈塑性耦合有限元實現
6.3.1 損傷演化方程
6.3.2 損傷與彈塑性耦合實現的基本方法
6.3.3 材料非線性問題增量解法一般原理
6.3.4 增量變塑性剛度法的基本思想
6.3.5 迭代方法
6.3.6 程序功能
6.4 加錨裂隙岩體損傷模型在地下洞室群工程中的應用
6.4.1 工程算例一
6.4.2 工程算例二
6.5 結論
6.5.1 大崗山數值計算結論
6.5.2 瑯琊山數值計算結論
6.5.3 綜合結語
6.6 本章小結
參考文獻
第7章 滲透壓力作用下加錨裂隙岩體損傷模型研究
7.1 滲透壓力作用下裂隙面上有效應力計算
7.2 滲透壓力作用下加錨裂隙岩體損傷模型
7.2.1 壓剪應力狀態下本構關繫
7.2.2 拉剪應力狀態下本構關繫
7.3 工程應用研究
7.3.1 工程概況
7.3.2 計算模型
7.3.3 計算參數
7.3.4 計算結果
7.3.5 結論
7.4 本章小結
參考文獻