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典型砂岩石窟岩体损伤劣化机制与失稳机理


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典型砂岩石窟岩体损伤劣化机制与失稳机理
  • 书号：9787030809612
    作者：兰恒星等
  • 外文书名：
  • 装帧：圆脊精装
    开本：16
  • 页数：265
    字数：430000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2025-06-01
  • 所属分类：
  • 定价： ￥228.00元
    售价： ￥180.12元
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    纸质书 按需印刷

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石窟寺作为我国古代建造技艺传承的重要载体，记录着中华民族不同时期的历史文化特点，是不可再生的珍贵文物资源。受长期自然作用以及人类活动的影响，石窟寺的损伤劣化及失稳风险不容忽视，文化遗产的传承与延续正面临着严峻的威胁。本书以典型砂岩石窟为对象，系统分析了石窟岩体的赋存环境、多尺度结构、损伤时效规律与失稳机理，取得了以下四个方面的重要成果：①编制了中国石窟寺工程地质环境系列图件，提出了石窟寺赋存环境的“四大区、九小区”分类方案；②研发了石窟病害智能探测机器人，厘清了多尺度结构的空间异质分布规律；③明晰了多环境因子对石窟寺岩体劣化的阶段性控制作用，构建了基于能量耗散原理的时效劣化模型；④阐明了石窟寺岩体的破坏模式和控制要素，揭示了岩体累积性与瞬时性失稳的耦合机制。
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    前言
    第1章 绪论 1
    11 石窟岩体劣化与稳定性 1
    12 石窟岩体劣化失稳机理研究挑战 2
    13 本书的学术思路、研究内容与成果进展 3
    131 关键科学与技术问题3
    132 主要研究内容 4
    133 本书主要成果介绍 4
    134 社会效益 5
    第2章 石窟寺工程地质环境特征 7
    21 我国石窟寺岩性特征与空间分布 7
    211 我国石窟寺岩石类型划分 7
    212 我国石窟寺空间分布特征 8
    22 石窟寺赋存的工程地质环境 9
    221 区域气候环境 9
    222 区域地貌环境 15
    223 大地构造 18
    224 地震与活动构造 20
    225 水文地质环境 24
    23 石窟寺赋存的区域工程地质环境分区 26
    231 我国石窟寺赋存工程地质环境分区原则 26
    232 我国石窟寺赋存区域工程地质环境分区 27
    24 工程地质环境对石窟岩体稳定的影响 28
    241 石窟寺病害主要控制因素 28
    242 工程地质环境要素之间相互作用及耦合关系 29
    25 小结 30
    第3章 石窟岩体结构调查与探测 31
    31 岩体结构分类与统计理论 31
    311 地质成因分类 31
    312 尺度分类 34
    313 岩体结构统计理论 34
    32 岩体结构调查与探测原则 36
    321 探测对象的特殊性 36
    322 探测原则与内容 37
    33 常规地质调查 38
    331 现场调查 38
    332 室内探测 38
    34 无损探测技术 42
    341 探地雷达 42
    342 三维激光扫描 46
    343 红外无损探测技术 48
    344 摄影测量技术 51
    35 小结 54
    第4章 石窟病害的自主检测与智能识别技术 56
    41 洞窟病害自主探测机器人开发 56
    42 洞窟三维数字化模型构建 59
    421 稠密建图算法简介 59
    422 稠密建图算法架构 60
    423 三维数字化模型构建 61
    43 多重洞窟病害智能识别方法开发 66
    431 深度筛选机制 66
    432 病害探测算法 67
    44 洞窟病害的空间定位与量化表征 71
    441 病害空间定位 71
    442 病害数据量化 71
    45 石窟寺洞窟自主探测与智能识别技术应用实例 73
    46 小结 75
    第5章 石窟寺多尺度岩体结构特征 77
    51 岩体结构的统计分布特征 77
    511 结构面产状统计分布特征 78
    512 结构面迹长统计分布特征 79
    513 结构面间距统计分布特征 80
    514 结构面深度统计分布特征 81
    52 石窟岩体结构空间分布的异质性 81
    521 不同类型结构面的空间分布 81
    522 不同尺度结构面的空间分布 85
    53 岩体结构组合作用 88
    531 局部块体失稳 88
    532 危岩体病害 92
    533 水分渗流通道 94
    54 岩体结构三维重构 94
    541 三维仿真实景模型构建 95
    542 多尺度岩体结构信息融合 98
    55 小结 102
    第6章 石窟岩体渗透特性 103
    61 岩体裂隙渗流特性 104
    611 岩石结构面形貌特征 104
    612 渗流基本理论 105
    613 渗流模型制作及试验方案 106
    614 试验结果及分析 107
    615 渗流模型及参数确定 111
    62 岩体裂隙网络渗流特性 115
    621 裂隙网络渗流基本理论 115
    622 格子玻尔兹曼方法介绍 116
    623 网络模型构建及渗流特性分析 118
    624 裂隙网络和格子玻尔兹曼方法流固耦合计算 122
    63 孔隙介质渗流特性研究 123
    631 岩石渗流基本理论 123
    632 基于格子玻尔兹曼方法的孔隙介质渗流特性研究 124
    633 结果分析和渗透系数模型建立 131
    64 小结 135
    第7章 水？岩作用下石窟砂岩损伤劣化特征与机制 136
    71 水-岩作用下石窟砂岩物理力学性质劣化规律 136
    711 石窟砂岩物理性质劣化规律 137
    712 石窟砂岩力学性质劣化规律 139
    713 石窟砂岩强度指标劣化 144
    714 石窟砂岩破坏模式演化 146
    72 水-岩作用下石窟砂岩劣化微观特征分析 148
    721 石窟砂岩的孔隙特征变化 149
    722 石窟砂岩的微观形貌变化 152
    723 石窟砂岩的矿物含量变化 152
    73 水-岩作用下石窟砂岩损伤劣化的阶段性控制机制 154
    731 劣化阶段一：孔隙扩展控制 155
    732 劣化阶段二：微观结构控制 155
    733 劣化阶段三：穿晶破裂控制 156
    734 石窟砂岩损伤劣化阶段演化模型 157
    74 小结 157
    第8章 酸蚀作用下石窟砂岩损伤劣化特征与机制 159
    81 石窟区酸雨条件及病害现象 159
    82 酸蚀作用下石窟砂岩劣化损伤特征与规律 162
    821 石窟砂岩酸蚀劣化试验 162
    822 石窟砂岩质量损失规律 163
    823 石窟砂岩单轴压缩强度劣化规律 164
    83 酸蚀作用下石窟砂岩损伤劣化微观机制 166
    831 孔隙特征劣化损伤机制 167
    832 矿物成分劣化损伤机制 168
    84 酸蚀作用下石窟寺砂岩时效损伤模型 171
    841 基于能量耗散原理的石窟砂岩时效损伤模型 171
    842 酸蚀作用下石窟寺砂岩时效损伤模型现场应用 175
    85 小结 177
    第9章 盐析作用下石窟砂岩损伤劣化特征与机制 179
    91 石窟砂岩裂隙水含盐量与成分鉴定 179
    92 盐析作用下石窟砂岩物理力学性质响应规律 181
    921 石窟砂岩表面形貌变化特征 181
    922 石窟砂岩物理性质变化特征 185
    923 石窟砂岩力学性质变化特征 186
    93 盐析作用下石窟砂岩损伤劣化微观机理 188
    94 小结 190
    第10章 温度循环下石窟砂岩损伤劣化特征与机制 192
    101 石窟砂岩温度劣化原位监测及热诱导损伤分析 192
    1011 温度监测布置及监测结果 193
    1012 热诱导裂纹定量评价 195
    1013 砂岩热诱导裂纹损伤分析 198
    102 石窟砂岩热诱导形变的原位监测与反演验证 200
    1021 地基SAR 监测布置及监测结果 200
    1022 地基SAR 监测对高热诱导裂纹扩展区的反演验证 201
    103 石窟砂岩冻融条件下损伤劣化特征与机制 202
    1031 石窟砂岩冻融循环试验 202
    1032 石窟砂岩物理性质损伤劣化特征 202
    1033 石窟砂岩力学性质损伤劣化特征 206
    1034 石窟砂岩冻融破坏机理分析 207
    104 小结 210
    第11章 石窟砂岩典型破坏模式与分类体系 211
    111 石窟砂岩破坏模式及分类体系 211
    112 地质环境控灾型 214
    1121 成岩环境控制型 214
    1122 微环境控制型 215
    113 地质结构致灾型 218
    1131 岩体层理控制型 218
    1132 岩体节理控制型 219
    114 地质力学诱灾型 221
    1141 构造活动控制型 221
    1142 卸荷松弛控制型 222
    1143 人工扰动控制型 223
    115 石窟砂岩破坏类型差异分析 224
    116 小结 225
    第12章 石窟岩体失稳破坏机理及防护对策 226
    121 石窟岩体渐进性失稳破坏机制 227
    1211 渐进性失稳破坏模式 227
    1212 渐进性失稳破坏机理及原因分析 229
    122 石窟岩体瞬时性失稳破坏机制 230
    1221 瞬时性失稳破坏模式 230
    1222 瞬时性失稳破坏机理及原因分析 233
    123 石窟寺顶板失稳过程分析 234
    1231 石窟寺顶板失稳影响因素 234
    1232 石窟顶板失稳过程数值模拟分析 235
    124 石窟稳定性评价与应用 236
    1241 石窟稳定性评价指标 236
    1242 石窟稳定性评价方法 238
    1243 案例分析 241
    125 石窟岩体失稳破坏的防治对策 243
    1251 石窟寺常见病害 243
    1252 石窟寺保护现状 244
    1253 常用加固处置措施 245
    1254 石窟寺加固发展趋势 246
    126 小结 246
    第13章 展望 248
    131 我国石窟寺岩体赋存区域环境差异性研究 248
    132 水害治理面临的水文循环、水-岩作用复杂性研究 249
    133 石窟寺保护的特殊空间尺度和时效性研究 249
    134 环境要素变化速率和变化强度不确定性对石窟寺保护影响研究 249
    135 极端环境事件对石窟寺保护的不确定性研究 250
    参考文献 251
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