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工程滲流分析與控制 版權(quán)信息
- ISBN:9787030601698
- 條形碼:9787030601698 ; 978-7-03-060169-8
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無(wú)
- 重量:暫無(wú)
- 所屬分類:>>
工程滲流分析與控制 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書詳細(xì)介紹工程滲流的分析理論、計(jì)算方法和控制技術(shù)及其在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。首先,闡述滲流基本概念及其對(duì)水利工程安全的重要意義和工程滲流分析與控制目的。其次,介紹多孔介質(zhì)的滲流特性及分析理論、巖土體滲透參數(shù)的試驗(yàn)確定方法和技術(shù),求解多孔介質(zhì)滲流場(chǎng)的有限元法基本理論和控制方程等;總結(jié)滲流量的計(jì)算方法和特點(diǎn);闡述裂隙巖體的滲流理論及等效連續(xù)介質(zhì)、離散網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、離散連續(xù)介質(zhì)和裂隙孔隙雙重介質(zhì)等主要模型,以及巖溶與裂隙巖體的滲流分析方法。再次,結(jié)合工程實(shí)踐,闡述工程滲流控制的常用方法及其數(shù)值模擬技術(shù),介紹滲流、應(yīng)力、溫度及損傷等多場(chǎng)耦合分析方法,滲流場(chǎng)反演分析理論和常用求解方法,工程滲流數(shù)值分析常用計(jì)算軟件及使用技術(shù)。很后,介紹土石(堤)壩、混凝土(砌石)壩、閘壩、基坑、邊坡、地下結(jié)構(gòu)、尾礦壩等滲流分析與控制的工程應(yīng)用實(shí)例,闡述工程滲流分析與控制在水利、土木、采礦、交通等工程領(lǐng)域中的應(yīng)用方法和技術(shù)。
工程滲流分析與控制 目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 滲透與滲流 1
1.1.1 滲透 1
1.1.2 滲流 1
1.2 工程滲流控制的意義 2
1.2.1 混凝土(漿砌石)壩安全與滲流 2
1.2.2 土石壩安全與滲流 9
1.2.3 邊坡穩(wěn)定與滲流作用 18
1.3 工程滲流分析與控制的目的 24
1.3.1 工程滲流分析的目的 24
1.3.2 工程滲流控制的目的 25
第2章 多孔介質(zhì)的滲流特性及理論 35
2.1 滲流及其基本特性 35
2.1.1 基本概念 35
2.1.2 達(dá)西定律 37
2.1.3 廣義達(dá)西定律 40
2.1.4 流網(wǎng) 40
2.2 飽和多孔介質(zhì)的滲流理論 42
2.2.1 微分控制方程 42
2.2.2 定解條件 45
2.3 飽和-非飽和多孔介質(zhì)的滲流理論 49
2.3.1 非飽和滲流基本特性 49
2.3.2 多孔介質(zhì)的非飽和滲流特性的確定方法 53
2.3.3 微分控制方程與定解條件 54
第3章 滲透參數(shù)的試驗(yàn)確定 57
3.1 飽和多孔介質(zhì)滲流參數(shù)室內(nèi)試驗(yàn) 57
3.1.1 試驗(yàn)原理 57
3.1.2 試驗(yàn)裝置 58
3.1.3 試驗(yàn)記錄及說(shuō)明 59
3.2 非飽和多孔介質(zhì)滲流參數(shù)室內(nèi)試驗(yàn) 60
3.2.1 試驗(yàn)裝置 60
3.2.2 試驗(yàn)原理 61
3.2.3 試驗(yàn)步驟 62
3.3 現(xiàn)場(chǎng)常規(guī)壓水試驗(yàn) 63
3.3.1 試驗(yàn)原理 63
3.3.2 試驗(yàn)過(guò)程 63
3.3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 64
3.4 現(xiàn)場(chǎng)三段壓水試驗(yàn) 65
3.4.1 基本理論 65
3.4.2 壓水試驗(yàn)設(shè)備 66
3.4.3 野外試驗(yàn)過(guò)程 68
3.4.4 現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)反分析 69
3.5 現(xiàn)場(chǎng)交叉孔壓水試驗(yàn) 72
3.5.1 基本理論 72
3.5.2 試驗(yàn)實(shí)例 74
3.6 滲透變形參數(shù)試驗(yàn) 76
3.6.1 試驗(yàn)裝置 76
3.6.2 試驗(yàn)過(guò)程 77
3.6.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 78
3.6.4 試驗(yàn)案例 79
第4章 多孔介質(zhì)滲流場(chǎng)有限元分析 85
4.1 有限元法基本理論 85
4.1.1 插值函數(shù)及等參單元 85
4.1.2 有限元法的求解步驟 86
4.1.3 有限元網(wǎng)格生成技術(shù) 87
4.2 變分原理及其應(yīng)用 93
4.2.1 泛函與變分原理 93
4.2.2 變分原理應(yīng)用 97
4.3 有限元方程的推導(dǎo)及求解 99
4.3.1 有限元方程的推導(dǎo) 99
4.3.2 時(shí)間差分格式及穩(wěn)定性 102
4.3.3 有限元方程的求解 104
4.4 有自由面滲流問(wèn)題的求解 106
4.4.1 變網(wǎng)格法 106
4.4.2 固定網(wǎng)格法 107
第5章 滲流量計(jì)算方法 118
5.1 中斷面法 118
5.2 等效節(jié)點(diǎn)流量法 119
5.3 任意斷面插值網(wǎng)格法 122
5.3.1 計(jì)算方法 122
5.3.2 計(jì)算流程 124
5.4 計(jì)算方法比較 128
5.4.1 中斷面法與等效節(jié)點(diǎn)流量法比較 128
5.4.2 中斷面法與任意斷面插值網(wǎng)格法比較 130
第6章 裂隙巖體的滲流特性及理論 132
6.1 裂隙巖體滲流理論 132
6.1.1 單一裂隙滲流理論 132
6.1.2 交叉裂隙滲流理論 133
6.2 裂隙巖體滲流分析模型 134
6.3 裂隙巖體等效連續(xù)介質(zhì)模型 136
6.3.1 等效連續(xù)介質(zhì)模型理論 137
6.3.2 裂隙介質(zhì)等效滲透張量 138
6.4 裂隙巖體雙重介質(zhì)模型 140
6.4.1 裂隙-孔隙雙重介質(zhì)模型的建立 140
6.4.2 雙重介質(zhì)試驗(yàn)方法 141
6.4.3 應(yīng)用改進(jìn)粒子群算法建立裂隙-孔隙雙重介質(zhì)水交換數(shù)學(xué)模型 153
6.5 巖溶與裂隙滲流特性 156
6.5.1 巖溶與裂隙交叉水力特性試驗(yàn) 156
6.5.2 改進(jìn)折算滲透系數(shù)法 166
第7章 滲流控制及其數(shù)值模擬方法 172
7.1 工程防滲措施 172
7.1.1 防滲帷幕、防滲墻和截滲墻 172
7.1.2 心墻、斜墻(面板)、斜心墻 174
7.1.3 土工膜 175
7.2 工程排水措施 175
7.2.1 貼坡、棱體、褥墊、管式及綜合式排水 175
7.2.2 盲溝排水 177
7.2.3 排水孔(幕)179
7.2.4 井(群)、輻射井 180
7.3 滲流控制措施的模擬方法 182
7.3.1 排水子結(jié)構(gòu)法 183
7.3.2 以縫代井列法 183
7.3.3 空氣單元法 184
7.3.4 復(fù)合單元法 184
7.3.5 等效模擬方法 184
第8章 滲流條件下多場(chǎng)耦合分析方法 186
8.1 滲流-應(yīng)力耦合 186
8.1.1 滲流-應(yīng)力耦合的概念 186
8.1.2 滲流-應(yīng)力耦合的分析方法 186
8.2 滲流-應(yīng)力-溫度耦合 191
8.2.1 滲流-應(yīng)力-溫度耦合的概念 191
8.2.2 滲流-應(yīng)力-溫度耦合的數(shù)學(xué)模型 191
8.3 基于損傷理論的耦合模型 192
8.3.1 概念及假設(shè) 192
8.3.2 滲流-應(yīng)力-損傷耦合模型的控制方程 193
8.3.3 損傷引起巖土體滲透性演化的滲流模型及其算例 194
8.3.4 滲流-應(yīng)力-溫度-損傷耦合模型 199
8.4 算例 201
8.4.1 三峽混凝土重力壩 201
8.4.2 兩河口土心墻堆石壩 203
第9章 滲流場(chǎng)反演分析方法 211
9.1 反演分析方法 211
9.1.1 基本求解方法 211
9.1.2 優(yōu)化方法 214
9.2 滲流參數(shù)反演分析方法 216
9.2.1 復(fù)合形法 216
9.2.2 脈沖譜法 218
9.2.3 數(shù)值優(yōu)化法 218
9.2.4 遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 220
9.2.5 隨機(jī)反演方法 221
9.3 滲流場(chǎng)反演分析 223
9.3.1 滲流場(chǎng)反演問(wèn)題 223
9.3.2 滲流場(chǎng)反演分析流程 223
9.3.3 可變?nèi)莶罘?225
9.4 工程算例 227
9.4.1 計(jì)算模型及參數(shù) 227
9.4.2 天然地下水滲流場(chǎng)分析 228
第10章 滲流分析常用有限元分析軟件 231
10.1 GeoStudio軟件 231
10.1.1 軟件簡(jiǎn)介 231
10.1.2 滲流分析模塊 232
10.1.3 算例分析 233
10.2 Midas GTS軟件 239
10.2.1 軟件簡(jiǎn)介 239
10.2.2 滲流分析模塊 239
10.2.3 算例分析 240
10.3 ABAQUS軟件 243
10.3.1 軟件簡(jiǎn)介 243
10.3.2 滲流分析模塊 243
10.3.3 算例分析 246
10.4 ADINA軟件 252
10.4.1 軟件簡(jiǎn)介 252
10.4.2 滲流分析模塊 253
10.4.3 算例分析 254
第11章 土石(堤)壩滲流分析與控制 258
11.1 堤壩 258
11.1.1 工程概況 258
11.1.2 計(jì)算模型及條件 258
11.1.3 計(jì)算結(jié)果及分析 260
11.1.4 小結(jié) 265
11.2 均質(zhì)壩 265
11.2.1 工程概況 265
11.2.2 計(jì)算模型及條件 266
11.2.3 計(jì)算結(jié)果及分析 268
11.2.4 小結(jié) 269
11.3 瀝青心墻壩 272
11.3.1 工程概況 272
11.3.2 計(jì)算模型及條件 272
11.3.3 計(jì)算結(jié)果及分析 276
11.3.4 小結(jié) 282
11.4 土質(zhì)心墻壩 282
11.4.1 工程概況 282
11.4.2 計(jì)算模型及條件 282
11.4.3 缺陷的模擬方法 286
11.4.4 計(jì)算結(jié)果及分析 286
11.4.5 小結(jié) 292
11.5 面板壩 293
11.5.1 工程概況 293
11.5.2 計(jì)算模型及條件 294
11.5.3 正常工況下壩體滲流場(chǎng)特性分析 297
11.5.4 面板縫止水局部失效情況下滲流場(chǎng)特性分析 299
11.5.5 小結(jié) 307
11.6 連接結(jié)構(gòu) 307
11.6.1 工程概況 307
11.6.2 計(jì)算模型及條件 308
11.6.3 計(jì)算結(jié)果及分析 311
11.6.4 小結(jié) 315
第12章 混凝土(砌石)壩滲流分析與控制 316
12.1 碾壓混凝土重力壩 316
12.1.1 工程概況 316
12.1.2 計(jì)算模型及條件 317
12.1.3 計(jì)算結(jié)果及分析 320
12.1.4 小結(jié) 323
12.2 混凝土拱壩 325
12.2.1 工程概況 325
12.2.2 計(jì)算模型及條件 326
12.2.3 計(jì)算結(jié)果及分析 331
12.2.4 小結(jié) 338
12.3 地下廠房洞室 339
12.3.1 工程概況 339
12.3.2 計(jì)算模型及條件 340
12.3.3 計(jì)算結(jié)果及分析 343
12.3.4 小結(jié) 348
12.4 漿砌石壩 348
12.4.1 工程概況 348
12.4.2 計(jì)算模型及條件 350
12.4.3 計(jì)算結(jié)果及分析 354
12.4.4 小結(jié) 360
第13章 閘壩、基坑滲流分析與控制 361
13.1 水閘 361
13.1.1 工程概況 361
13.1.2 計(jì)算模型及條件 362
13.1.3 計(jì)算結(jié)果及分析 364
13.1.4 小結(jié) 367
13.2 閘壩 367
13.2.1 工程概況 367
13.2.2 計(jì)算模型及條件 368
13.2.3 計(jì)算結(jié)果及分析 371
13.2.4 小結(jié) 376
13.3 河床基坑 376
13.3.1 工程概況 376
13.3.2 計(jì)算模型及條件 377
13.3.3 計(jì)算結(jié)果及分析 378
13.3.4 小結(jié) 380
13.4 河灘覆蓋層基坑 382
13.4.1 工程概況 382
13.4.2 計(jì)算模型及條件 382
13.4.3 計(jì)算結(jié)果及分析 384
13.4.4 小結(jié) 387
第14章 邊坡、地下工程滲流分析與控制 388
14.1 導(dǎo)流洞出口邊坡 388
14.1.1 工程概況 388
14.1.2 計(jì)算模型及條件 388
14.1.3 降雨工況下2#樁變形體滲流場(chǎng)分析 392
14.1.4 小結(jié) 399
14.2 高速公路邊坡 400
14.2.1 工程概況 400
14.2.2 計(jì)算模型及條件 400
14.2.3 計(jì)算結(jié)果及分析 403
14.2.4 小結(jié) 410
14.3 地下廠房圍巖
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