貫通管縫是地下水與地表水之間相互轉換的主要路徑，是地下水與巖土體之間水力聯(lián)系的重要通道，也是巖土體失穩(wěn)破壞常常追蹤的邊界條件。本書圍繞含貫通管縫巖土體滲透特性與界面力學效應，構建了巖石基質滲流與管縫自由流耦合分析數(shù)學模型，推求了基質滲流與自由流流速分布顯式表達；提出了自由流干涉巖石基質滲流影響帶寬度確定方法；結合牛頓內摩擦定律，量化了宏觀運動水流對固體多孔介質界面的細觀力學效應；將固液界面拖曳力嵌入巖土體穩(wěn)定性分析方法，量化評價了宏觀運動水流對巖土體穩(wěn)定性影響的貢獻。
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目錄
第1章 緒論 1
第2章 自由流和滲流理論 10
2.1 連續(xù)性方程 10
2.2 Darcy定律 12
2.3 廣義Darcy定律 17
2.4 Brinkman-Darcy方程 19
2.5 Navier-Stokes方程 22
2.6 基于B-D方程對Darcy滲透試驗的討論 27
2.7 嵌入不透水球體復合多孔介質流場分析 29
2.7.1 理論模型 29
2.7.2 極坐標下滲流運動方程 30
2.7.3 滲流場求解 31
2.7.4 滲透性分析 33
2.7.5 試驗驗證 35
第3章 巖石基質滲流耦合裂隙自由流 38
3.1 無充填貫通裂縫流場 38
3.1.1 裂縫中純水流的流速 39
3.1.2 巖石基質中滲流的流速 40
3.1.3 邊界條件及解析解 41
3.1.4 等效滲透系數(shù)分析 42
3.1.5 室內試驗驗證 43
3.2 全充填貫通裂縫流場 46
3.2.1 裂縫中純水流的流速 47
3.2.2 巖石基質中滲流的流速 47
3.2.3 邊界條件及解析解 48
3.2.4 等效滲透系數(shù)分析 50
3.2.5 室內試驗驗證 51
3.3 部分充填貫通裂縫流場 53
3.3.1 裂縫中純水流的流速 54
3.3.2 充填裂縫中滲流的流速 54
3.3.3 巖石基質中滲流的流速 55
3.3.4 邊界條件及解析解 56
3.3.5 等效滲透系數(shù)分析 58
3.3.6 室內試驗驗證 61
3.4 含裂隙巖體應力-滲流耦合測試 64
3.4.1 含復雜裂隙巖體實驗室制備方法 64
3.4.2 裂隙巖體應力-滲流耦合試驗方法 65
3.4.3 應力場中滲流變化規(guī)律 67
3.4.4 含裂隙巖體破壞全過程滲透性演化規(guī)律 68
第4章 巖石基質滲流耦合管道自由流 74
4.1 無充填貫通管道流場特性 74
4.1.1 貫通管道中水流的流速 75
4.1.2 巖石基質中滲流的流速 76
4.1.3 邊界條件及解析解 77
4.1.4 等效滲透系數(shù)分析 79
4.1.5 無充填管道模擬試驗 80
4.2 部分充填貫通管道流場特性 83
4.2.1 貫通管道中水流的流速 83
4.2.2 充填介質中滲流的流速 84
4.2.3 巖石基質中滲流的流速 85
4.2.4 邊界條件及解析解 85
4.2.5 理論驗證 87
第5章 流固界面拖曳力效應及應用 91
5.1 拖曳力作用下平推式滑坡 91
5.1.1 滑面裂隙流場分析與拖曳力計算 91
5.1.2 徑流條件下滑面切應力分析 94
5.1.3 平推式滑坡實例 94
5.2 拖曳力作用下淺順層滑坡 97
5.2.1 徑流-滲流耦合流場分析與拖曳力計算 98
5.2.2 徑流-滲流耦合條件下滑面切應力分析 102
5.2.3 淺順層滑坡實例 103
5.3 拖曳力作用下軟弱夾層接觸沖刷 107
5.3.1 接觸面流場分析 108
5.3.2 接觸沖刷的水力條件及受力分析 111
5.3.3 接觸沖刷工程實例 114
5.4 拖曳力作用下斜坡顆粒起動 115
5.4.1 坡面流場分析 116
5.4.2 顆粒起動臨界水深 119
5.4.3 試驗驗證 120
5.5 拖曳力作用下降雨導致淺層滑坡 123
5.5.1 淺層土坡流場分析 124
5.5.2 淺層土坡拖曳力效應 127
5.5.3 降雨致滑實例 132
參考文獻 136
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