本书较系统地介绍了水工大坝结构模型与地质力学模型试验的有关理论、方法和技术以及在高坝工程中的应用，主要内容包括模型相似理论、大坝结构模型试验方法与技术、大坝地质力学模型试验方法与技术，重点介绍了两类模型相似原理、模型材料、加载系统、量测技术、成果分析等相关内容。同时，还介绍了应用模型试验手段解决高坝工程稳定安全问题的典型工程实例。
本书可作为高等院校水利水电工程专业本科生、研究生的教材或参考用书，同时也可供从事水利、土建工程结构模型和地质力学模型试验的科研及工程技术人员参考。
第1章 模型相似理论
1.1 物理现象相似
1.2 相似现象的几个基本概念
1.3 相似理论
1.3.1 相似第一定理——相似现象的性质
1.3.2 相似第二定理(π定理)——相似判据的确定
1.3.3 相似第三定理——相似现象的必要和充分条件
1.3.4 相似条件
1.4 相似关系的分析方法
1.4.1 牛顿的普遍相似定律
1.4.2 齐次原理与白汉全π理论
1.4.3 方程分析法
1.5 弹、塑性阶段的相似关系
1.5.1 弹性阶段的相似关系
1.5.2 塑性阶段的相似关系
第2章 大坝结构模型试验方法与技术
2.1 概述
2.2 结构模型试验的目的及意义
2.3 结构模型试验的分类
2.3.1 按受力阶段分类
2.3.2 按结构类型分类
2.3.3 按材料本构关系分类
2.4 结构模型试验的相似性要求
2.4.1 结构线弹性应力模型的相似性要求
2.4.2 结构模型破坏试验的相似性要求
2.5 结构模型试验的模型材料
2.5.1 模型材料的分类
2.5.2 结构模型试验材料选择
2.5.3 石膏材料
2.6 结构模型的设计与制作
2.6.1 模型设计的主要内容
2.6.2 确定合适的模拟范围
2.6.3 模型比尺CL的正确选择
2.6.4 模型的制作
2.7 结构模型荷载模拟及加载系统
2.7.1 模型荷载的模拟
2.7.2 模型加载系统
2.8 结构模型试验量测技术
2.8.1 电测法的基本原理
2.8.2 应变的量测——电阻应变片
2.8.3 位移的量测
2.8.4 光纤传感监测大坝裂缝
2.9 结构模型试验成果分析
2.9.1 试验数据的整理分析
2.9.2 误差分析
2.9.3 线弹性应力模型应力和位移计算
2.9.4 结构模型破坏试验成果分析
第3章 大坝地质力学模型试验方法与技术
3.1 概述
3.1.1 地质力学模型试验的目的与意义
3.1.2 地质力学模型试验的特点和研究內容
3.1.3 地质力学模型试验的类型
3.1.4 地质力学模型试验的发展简况及趋向
3.2 地质力学模型试验原理及试验方法
3.2.1 地质力学模型试验的相似原理
3.2.2 模型破坏试验方法的原理及其理论依据
3.3 地基岩石力学指标测试概述
3.3.1 试样
3.3.2 岩石决体密度测试
3.3.3 单轴压缩试验
3.3.4 岩石抗拉强度测试
3.3.5 岩石三轴压缩试验
3.4 地质力学模型材料
3.4.1 概述
3.4.2 地质力学模型材料的发展简况及现状
3.4.3 浇模成型材料与压模成型材料
3.4.4 变温相似材料
3.5 地质力学模型的设计与制作
3.5.1 模型的设计内容与优化
3.5.2 模型比尺CL的选择
3.5.3 地质力学模型制作
3.6 模型加载设计
3.6.1 自重的模拟
3.6.2 荷载组合的设计与加载系统
3.7 模型量测系统
3.7.1 內部相对位移的量测
3.7.2 强度储备法试验中温度的量测
3.8 试验成果分析
3.8.1 试验成果误差分析
3.8.2 试验成果的分析
3.8.3 试验成果报告的编写
第4章 沙牌拱坝结构模型与地质力学模型试验
4.1 工程概况
4.2 坝址区地形地质条件
4.3 试验研究内容
4.4 坝体结构特性的整体结构模型试验研究
4.4.1 模型简介
4.4.2 结构模型试验成果及分析
4.5 坝肩稳定的地质力学模型试验
4.5.1 模型设计与制作
4.5.2 模型加载与量测系统
4.5.3 试验成果分析
4.6 拱坝开裂与破坏机制研究
4.6.1 拱坝开裂的光纤传感检测试验
4.6.2 拱坝诱导缝的开裂相似模拟
4.6.3 试验结果分析
4.7 加固处理方案建议
第5章 锦屏一级拱坝地质力学模型试验研究
5.1 工程概况
5.2 坝址区工程地质条件
5.3 坝肩坝基整体地质力学模型试验研究
5.3.1 模型设计与制作工艺
5.3.2 模型加载与量测系统
5.3.3 试验成果分析
第6章 小湾拱坝地质力学模型试验研究
6.1 工程概况
6.2 坝址区工程地质条件
6.3 拱坝整体地质力学模型试验研究
6.3.1 模型设计与制作工艺
6.3.2 模型加载与量测系统
6.3.3 坝体与坝肩变形分析
6.3.4 模型破坏过程、破坏形态及安全度评价
6.4 拱坝平面地质力学模型试验研究
6.4.1 试验內容及要求
6.4.2 模型设计与制作工艺
6.4.3 模型加载与量测系统
6.4.4 两种方案试验成果对比分析
第7章 重力坝三维地质力学模型试验研究
7.1 试验研究的目的和意义
7.2 工程概况与坝基地质构造
7.3 三维地质力学模型试验研究
7.3.1 模型相似系数及原模型力学参数
7.3.2 天然地基方案模型试验
7.3.3 加固地基方案模型试验
7.4 试验成果分析
7.4.1 试验成果
7.4.2 模型破坏形态与破坏机理
7.4.3 稳定安全度评价
7.5 结论与建议
第8章 国外典型工程地质力学模型试验研究
8.1 瓦依昂拱坝
8.1.1 工程概况
8.1.2 瓦依昂坝址地质特征
8.1.3 瓦依昂坝基岩石力学试验
8.1.4 地力学模型试验
8.2 伊泰普空腹重力坝
8.2.1 工程概况
8.2.2 工程地质条件
8.2.3 坝基岩体力学特性研究
8.2.4 地质力学模型试验
8.3 川俣拱坝
8.3.1 工程概况
8.3.2 工程地质条件
8.3.3 坝基岩体力学性质研究
8.3.4 坝肩岩体稳定分析及采用的安全系数
8.3.5 基础处理
参考文献
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