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第1章 模型相似理论1

1.1物理现象相似1

1.2相似现象的几个基本概念1

1.3相似理论2

1.3.1相似第一定理——相似现象的性质2

1.3.2相似第二定理（π定理）——相似判据的确定3

1.3.3相似第三定理——相似现象的必要和充分条件4

1.3.4相似条件5

1.4相似关系的分析方法7

1.4.1牛顿的普遍相似定律7

1.4.2齐次原理与白汉金π理论9

1.4.3方程分析法14

1.5弹、塑性阶段的相似关系15

1.5.1弹性阶段的相似关系15

1.5.2塑性阶段的相似关系19

第2章 大坝结构模型试验方法与技术22

2.1概述22

2.2结构模型试验的目的及意义24

2.3结构模型试验的分类24

2.3.1按受力阶段分类24

2.3.2按结构类型分类25

2.3.3按材料本构关系分类25

2.4结构模型试验的相似性要求26

2.4.1结构线弹性应力模型的相似性要求26

2.4.2结构模型破坏试验的相似性要求27

2.5结构模型试验的模型材料28

2.5.1模型材料的分类28

2.5.2结构模型试验材料选择28

2.5.3石膏材料29

2.6结构模型的设计与制作30

2.6.1模型设计的主要内容31

2.6.2确定合适的模拟范围31

2.6.3模型比尺CL的正确选择32

2.6.4模型的制作32

2.7结构模型荷载模拟及加载系统35

2.7.1模型荷载的模拟35

2.7.2模型加载系统36

2.8结构模型试验量测技术38

2.8.1电测法的基本原理39

2.8.2应变的量测——电阻应变片41

2.8.3位移的量测47

2.8.4光纤传感监测大坝裂缝48

2.9结构模型试验成果分析50

2.9.1试验数据的整理分析50

2.9.2误差分析51

2.9.3线弹性应力模型应力和位移计算53

2.9.4结构模型破坏试验成果分析56

第3章 大坝地质力学模型试验方法与技术58

3.1概述58

3.1.1地质力学模型试验的目的与意义58

3.1.2地质力学模型试验的特点和研究内容59

3.1.3地质力学模型试验的类型59

3.1.4地质力学模型试验的发展简况及趋向61

3.2地质力学模型试验原理及试验方法62

3.2.1地质力学模型试验的相似原理62

3.2.2模型破坏试验方法的原理及其理论依据64

3.3地基岩石力学指标测试概述68

3.3.1试样69

3.3.2岩石块体密度测试70

3.3.3单轴压缩试验72

3.3.4岩石抗拉强度测试75

3.3.5岩石三轴压缩试验76

3.4地质力学模型材料78

3.4.1概述78

3.4.2地质力学模型材料的发展简况及现状79

3.4.3浇模成型材料与压模成型材料82

3.4.4变温相似材料83

3.5地质力学模型的设计与制作84

3.5.1模型的设计内容与优化84

3.5.2模型比尺CL的选择85

3.5.3地质力学模型制作86

3.6模型加载设计89

3.6.1自重的模拟89

3.6.2荷载组合的设计与加载系统89

3.7模型量测系统91

3.7.1内部相对位移的量测91

3.7.2强度储备法试验中温度的量测92

3.8试验成果分析92

3.8.1试验成果误差分析92

3.8.2试验成果的分析93

3.8.3试验成果报告的编写94

第4章 沙牌拱坝结构模型与地质力学模型试验96

4.1工程概况96

4.2坝址区地形地质条件96

4.3试验研究内容97

4.4坝体结构特性的整体结构模型试验研究98

4.4.1模型简介98

4.4.2结构模型试验成果及分析99

4.5坝肩稳定的地质力学模型试验101

4.5.1模型设计与制作102

4.5.2模型加载与量测系统103

4.5.3试验成果分析103

4.6拱坝开裂与破坏机制研究104

4.6.1拱坝开裂的光纤传感检测试验104

4.6.2拱坝诱导缝的开裂相似模拟105

4.6.3试验结果分析106

4.7加固处理方案建议108

第5章 锦屏一级拱坝地质力学模型试验研究110

5.1工程概况110

5.2坝址区工程地质条件111

5.3坝肩坝基整体地质力学模型试验研究112

5.3.1模型设计与制作工艺112

5.3.2模型加载与量测系统114

5.3.3试验成果分析115

第6章 小湾拱坝地质力学模型试验研究119

6.1工程概况119

6.2坝址区工程地质条件120

6.3拱坝整体地质力学模型试验研究121

6.3.1模型设计与制作工艺121

6.3.2模型加载与量测系统124

6.3.3坝体与坝肩变形分析125

6.3.4模型破坏过程、破坏形态及安全度评价127

6.4拱坝平面地质力学模型试验研究129

6.4.1试验内容及要求129

6.4.2模型设计与制作工艺129

6.4.3模型加载与量测系统132

6.4.4两种方案试验成果对比分析134

第7章 重力坝三维地质力学模型试验研究138

7.1试验研究的目的和意义138

7.2工程概况与坝基地质构造139

7.3三维地质力学模型试验研究140

7.3.1模型相似系数及原模型力学参数140

7.3.2天然地基方案模型试验141

7.3.3加固地基方案模型试验141

7.4试验成果分析142

7.4.1试验成果142

7.4.2模型破坏形态与破坏机理143

7.4.3稳定安全度评价145

7.5结论与建议145

第8章 国外典型工程地质力学模型试验研究147

8.1瓦依昂拱坝147

8.1.1工程概况147

8.1.2瓦依昂坝址地质特征147

8.1.3瓦依昂坝基岩石力学试验148

8.1.4地力学模型试验148

8.2伊泰普空腹重力坝150

8.2.1工程概况150

8.2.2工程地质条件150

8.2.3坝基岩体力学特性研究152

8.2.4地质力学模型试验153

8.3川俣拱坝154

8.3.1工程概况154

8.3.2工程地质条件155

8.3.3坝基岩体力学性质研究156

8.3.4坝肩岩体稳定分析及采用的安全系数157

8.3.5基础处理158

参考文献160