目錄
前言
第1章 緒論 1
11 石窟巖體劣化與穩(wěn)定性 1
12 石窟巖體劣化失穩(wěn)機理研究挑戰(zhàn) 2
13 本書的學(xué)術(shù)思路、研究內(nèi)容與成果進展 3
131 關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題3
132 主要研究內(nèi)容 4
133 本書主要成果介紹 4
134 社會效益 5
第2章 石窟寺工程地質(zhì)環(huán)境特征 7
21 我國石窟寺巖性特征與空間分布 7
211 我國石窟寺巖石類型劃分 7
212 我國石窟寺空間分布特征 8
22 石窟寺賦存的工程地質(zhì)環(huán)境 9
221 區(qū)域氣候環(huán)境 9
222 區(qū)域地貌環(huán)境 15
223 大地構(gòu)造 18
224 地震與活動構(gòu)造 20
225 水文地質(zhì)環(huán)境 24
23 石窟寺賦存的區(qū)域工程地質(zhì)環(huán)境分區(qū) 26
231 我國石窟寺賦存工程地質(zhì)環(huán)境分區(qū)原則 26
232 我國石窟寺賦存區(qū)域工程地質(zhì)環(huán)境分區(qū) 27
24 工程地質(zhì)環(huán)境對石窟巖體穩(wěn)定的影響 28
241 石窟寺病害主要控制因素 28
242 工程地質(zhì)環(huán)境要素之間相互作用及耦合關(guān)系 29
25 小結(jié) 30
第3章 石窟巖體結(jié)構(gòu)調(diào)查與探測 31
31 巖體結(jié)構(gòu)分類與統(tǒng)計理論 31
311 地質(zhì)成因分類 31
312 尺度分類 34
313 巖體結(jié)構(gòu)統(tǒng)計理論 34
32 巖體結(jié)構(gòu)調(diào)查與探測原則 36
321 探測對象的特殊性 36
322 探測原則與內(nèi)容 37
33 常規(guī)地質(zhì)調(diào)查 38
331 現(xiàn)場調(diào)查 38
332 室內(nèi)探測 38
34 無損探測技術(shù) 42
341 探地雷達 42
342 三維激光掃描 46
343 紅外無損探測技術(shù) 48
344 攝影測量技術(shù) 51
35 小結(jié) 54
第4章 石窟病害的自主檢測與智能識別技術(shù) 56
41 洞窟病害自主探測機器人開發(fā) 56
42 洞窟三維數(shù)字化模型構(gòu)建 59
421 稠密建圖算法簡介 59
422 稠密建圖算法架構(gòu) 60
423 三維數(shù)字化模型構(gòu)建 61
43 多重洞窟病害智能識別方法開發(fā) 66
431 深度篩選機制 66
432 病害探測算法 67
44 洞窟病害的空間定位與量化表征 71
441 病害空間定位 71
442 病害數(shù)據(jù)量化 71
45 石窟寺洞窟自主探測與智能識別技術(shù)應(yīng)用實例 73
46 小結(jié) 75
第5章 石窟寺多尺度巖體結(jié)構(gòu)特征 77
51 巖體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計分布特征 77
511 結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀統(tǒng)計分布特征 78
512 結(jié)構(gòu)面跡長統(tǒng)計分布特征 79
513 結(jié)構(gòu)面間距統(tǒng)計分布特征 80
514 結(jié)構(gòu)面深度統(tǒng)計分布特征 81
52 石窟巖體結(jié)構(gòu)空間分布的異質(zhì)性 81
521 不同類型結(jié)構(gòu)面的空間分布 81
522 不同尺度結(jié)構(gòu)面的空間分布 85
53 巖體結(jié)構(gòu)組合作用 88
531 局部塊體失穩(wěn) 88
532 危巖體病害 92
533 水分滲流通道 94
54 巖體結(jié)構(gòu)三維重構(gòu) 94
541 三維仿真實景模型構(gòu)建 95
542 多尺度巖體結(jié)構(gòu)信息融合 98
55 小結(jié) 102
第6章 石窟巖體滲透特性 103
61 巖體裂隙滲流特性 104
611 巖石結(jié)構(gòu)面形貌特征 104
612 滲流基本理論 105
613 滲流模型制作及試驗方案 106
614 試驗結(jié)果及分析 107
615 滲流模型及參數(shù)確定 111
62 巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流特性 115
621 裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流基本理論 115
622 格子玻爾茲曼方法介紹 116
623 網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建及滲流特性分析 118
624 裂隙網(wǎng)絡(luò)和格子玻爾茲曼方法流固耦合計算 122
63 孔隙介質(zhì)滲流特性研究 123
631 巖石滲流基本理論 123
632 基于格子玻爾茲曼方法的孔隙介質(zhì)滲流特性研究 124
633 結(jié)果分析和滲透系數(shù)模型建立 131
64 小結(jié) 135
第7章 水？巖作用下石窟砂巖損傷劣化特征與機制 136
71 水-巖作用下石窟砂巖物理力學(xué)性質(zhì)劣化規(guī)律 136
711 石窟砂巖物理性質(zhì)劣化規(guī)律 137
712 石窟砂巖力學(xué)性質(zhì)劣化規(guī)律 139
713 石窟砂巖強度指標劣化 144
714 石窟砂巖破壞模式演化 146
72 水-巖作用下石窟砂巖劣化微觀特征分析 148
721 石窟砂巖的孔隙特征變化 149
722 石窟砂巖的微觀形貌變化 152
723 石窟砂巖的礦物含量變化 152
73 水-巖作用下石窟砂巖損傷劣化的階段性控制機制 154
731 劣化階段一：孔隙擴展控制 155
732 劣化階段二：微觀結(jié)構(gòu)控制 155
733 劣化階段三：穿晶破裂控制 156
734 石窟砂巖損傷劣化階段演化模型 157
74 小結(jié) 157
第8章 酸蝕作用下石窟砂巖損傷劣化特征與機制 159
81 石窟區(qū)酸雨條件及病害現(xiàn)象 159
82 酸蝕作用下石窟砂巖劣化損傷特征與規(guī)律 162
821 石窟砂巖酸蝕劣化試驗 162
822 石窟砂巖質(zhì)量損失規(guī)律 163
823 石窟砂巖單軸壓縮強度劣化規(guī)律 164
83 酸蝕作用下石窟砂巖損傷劣化微觀機制 166
831 孔隙特征劣化損傷機制 167
832 礦物成分劣化損傷機制 168
84 酸蝕作用下石窟寺砂巖時效損傷模型 171
841 基于能量耗散原理的石窟砂巖時效損傷模型 171
842 酸蝕作用下石窟寺砂巖時效損傷模型現(xiàn)場應(yīng)用 175
85 小結(jié) 177
第9章 鹽析作用下石窟砂巖損傷劣化特征與機制 179
91 石窟砂巖裂隙水含鹽量與成分鑒定 179
92 鹽析作用下石窟砂巖物理力學(xué)性質(zhì)響應(yīng)規(guī)律 181
921 石窟砂巖表面形貌變化特征 181
922 石窟砂巖物理性質(zhì)變化特征 185
923 石窟砂巖力學(xué)性質(zhì)變化特征 186
93 鹽析作用下石窟砂巖損傷劣化微觀機理 188
94 小結(jié) 190
第10章 溫度循環(huán)下石窟砂巖損傷劣化特征與機制 192
101 石窟砂巖溫度劣化原位監(jiān)測及熱誘導(dǎo)損傷分析 192
1011 溫度監(jiān)測布置及監(jiān)測結(jié)果 193
1012 熱誘導(dǎo)裂紋定量評價 195
1013 砂巖熱誘導(dǎo)裂紋損傷分析 198
102 石窟砂巖熱誘導(dǎo)形變的原位監(jiān)測與反演驗證 200
1021 地基SAR 監(jiān)測布置及監(jiān)測結(jié)果 200
1022 地基SAR 監(jiān)測對高熱誘導(dǎo)裂紋擴展區(qū)的反演驗證 201
103 石窟砂巖凍融條件下?lián)p傷劣化特征與機制 202
1031 石窟砂巖凍融循環(huán)試驗 202
1032 石窟砂巖物理性質(zhì)損傷劣化特征 202
1033 石窟砂巖力學(xué)性質(zhì)損傷劣化特征 206
1034 石窟砂巖凍融破壞機理分析 207
104 小結(jié) 210
第11章 石窟砂巖典型破壞模式與分類體系 211
111 石窟砂巖破壞模式及分類體系 211
112 地質(zhì)環(huán)境控災(zāi)型 214
1121 成巖環(huán)境控制型 214
1122 微環(huán)境控制型 215
113 地質(zhì)結(jié)構(gòu)致災(zāi)型 218
1131 巖體層理控制型 218
1132 巖體節(jié)理控制型 219
114 地質(zhì)力學(xué)誘災(zāi)型 221
1141 構(gòu)造活動控制型 221
1142 卸荷松弛控制型 222
1143 人工擾動控制型 223
115 石窟砂巖破壞類型差異分析 224
116 小結(jié) 225
第12章 石窟巖體失穩(wěn)破壞機理及防護對策 226
121 石窟巖體漸進性失穩(wěn)破壞機制 227
1211 漸進性失穩(wěn)破壞模式 227
1212 漸進性失穩(wěn)破壞機理及原因分析 229
122 石窟巖體瞬時性失穩(wěn)破壞機制 230
1221 瞬時性失穩(wěn)破壞模式 230
1222 瞬時性失穩(wěn)破壞機理及原因分析 233
123 石窟寺頂板失穩(wěn)過程分析 234
1231 石窟寺頂板失穩(wěn)影響因素 234
1232 石窟頂板失穩(wěn)過程數(shù)值模擬分析 235
124 石窟穩(wěn)定性評價與應(yīng)用 236
1241 石窟穩(wěn)定性評價指標 236
1242 石窟穩(wěn)定性評價方法 238
1243 案例分析 241
125 石窟巖體失穩(wěn)破壞的防治對策 243
1251 石窟寺常見病害 243
1252 石窟寺保護現(xiàn)狀 244
1253 常用加固處置措施 245
1254 石窟寺加固發(fā)展趨勢 246
126 小結(jié) 246
第13章 展望 248
131 我國石窟寺巖體賦存區(qū)域環(huán)境差異性研究 248
132 水害治理面臨的水文循環(huán)、水-巖作用復(fù)雜性研究 249
133 石窟寺保護的特殊空間尺度和時效性研究 249
134 環(huán)境要素變化速率和變化強度不確定性對石窟寺保護影響研究 249
135 極端環(huán)境事件對石窟寺保護的不確定性研究 250
參考文獻 251
彩圖