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第1章 绪论1

1.1高边坡与高边坡地质灾害1

1.2高边坡研究的理论与实践发展5

1.3学术思想与技术路线8

第2章 基本原理12

2.1中国西部地区岩石高边坡的主要特征12

2.1.1边坡高陡，坡型复杂12

2.1.2边坡应力环境复杂，地应力量级高13

2.1.3具有复杂的变形破裂演化历史16

2.2复杂岩体结构精细描述和高边坡地质模型的建立16

2.2.1结构面的分类体系17

2.2.2结构面描述的指标体系17

2.2.3结构面的调查技术19

2.2.4结构面特征参数估计的概率模型19

2.2.5复杂岩体结构三维建模系统20

2.3高边坡变形破坏演化的三阶段理论20

2.3.1天然高边坡的表现20

2.3.2人工开挖高边坡的变形破裂响应24

2.4西南地区典型高边坡发育的动力过程及变形破坏机理25

2.4.1滑移-拉裂-剪断“三段”式机理26

2.4.2“挡墙”溃屈机理28

2.4.3倾倒变形机理31

2.4.4顺倾向层状岩体边坡的滑移（-弯曲）-剪断机理37

2.4.5节理岩体边坡的阶梯状蠕滑-拉裂变形机理41

2.4.6高应力-强卸荷深部破裂机理43

2.5高边坡变形破坏的全过程模拟46

2.5.1“概念模型”与全过程数值模拟46

2.5.2基于“过程模拟”的高边坡变形稳定性评价及预测50

2.6基于变形理论的高边坡稳定性“过程控制”54

2.6.1高边坡变形控制及灾害防治的地质工程原理54

2.6.2高边坡变形及其“过程控制”的技术实现57

2.6.3高边坡变形控制的经验原则58

第3章 高边坡区域动力环境条件研究60

3.1引言60

3.2中国西南地区地壳结构特征61

3.2.1青藏高原隆升对西南地区的影响分析61

3.2.2中国西南地区构造分区及构造格架62

3.3中国西南地区形变-应力场特征及高地应力分布85

3.3.1中国西南地区形变场特征85

3.3.2中国西南地区应力场特征97

3.3.3中国西南地区高地应力的形成机理及分布特征107

3.4河谷高边坡应力场条件研究120

3.4.1河谷演化与青藏构造隆升的关系121

3.4.2河谷应力场特征及其发育的基本规律125

3.4.3典型河谷演化与谷坡地应力场特征128

第4章 高边坡工程地质调查方法131

4.1引言131

4.1.1工程地质测绘131

4.1.2边坡结构及岩体结构调查131

4.1.3变形破坏现象调查132

4.2高边坡工程地质测绘及编图132

4.2.1高边坡工程地质测绘132

4.2.2高边坡开挖面地质展示图编绘134

4.3结构面分级及描述体系140

4.3.1结构面工程地质分级140

4.3.2结构面描述体系141

4.4边坡结构调查技术与方法147

4.4.1边坡结构调查147

4.4.2结构面调查148

4.4.3岩体结构调查153

4.5高边坡变形破坏现象调查162

4.5.1边坡变形破坏现象分类162

4.5.2边界条件确定163

4.5.3变形迹象调查164

4.5.4破坏现象调查164

4.6非接触测量方法在高边坡工程地质调查中的应用165

4.6.1三维地质信息的识别及提取165

4.6.2结构面参数测量168

4.6.3玛尔挡水电站下坝址右岸高边坡应用实例173

4.7高边坡工程地质调查资料整理分析180

4.7.1原始资料的录入180

4.7.2原始资料存档181

4.7.3岩体结构统计分析181

第5章 高边坡岩体结构特征研究188

5.1岩体结构成因分析189

5.1.1岩体结构的原生建造189

5.1.2岩体结构的构造改造195

5.2岩体结构表生改造202

5.2.1边坡卸荷带的形成及分布规律203

5.2.2缓倾角结构面表生改造机制分析213

5.3基体结构面统计分析216

5.3.1基体结构面迹长研究217

5.3.2基体结构面连通率研究232

第6章 卸荷条件下高边坡岩体力学特性研究241

6.1引言241

6.2卸荷条件下三峡花岗岩的变形与破坏的三轴卸荷试验242

6.2.1试验方案设计242

6.2.2变形特征244

6.2.3参数变化规律249

6.2.4破裂特征及演化机制253

6.2.5 CWFS模型255

6.3不同卸荷速率下锦屏大理岩的变形与破坏的三轴卸荷试验256

6.3.1试验方案256

6.3.2卸荷速率对岩石变形的影响257

6.3.3卸荷速率对卸荷过程中变形参数的影响261

6.3.4卸荷速率对岩石强度的影响265

6.3.5卸荷速率对岩石破裂特征的影响266

6.4卸荷条件下裂隙岩体的变形与破坏的物理模型试验268

6.4.1试验材料及方案268

6.4.2卸荷条件下裂隙岩体强度特征271

6.4.3卸荷条件下裂隙岩体变形特征272

6.4.4卸荷条件下裂隙岩体的破坏形态及其演化机制273

6.5卸荷条件下岩体的本构模型及断裂力学机制278

6.5.1卸荷条件下岩体的本构模型278

6.5.2卸荷条件下岩体裂隙动态扩展的断裂力学机制282

第7章 天然高边坡变形破坏机理研究287

7.1高应力环境下近水平岩层高边坡时效变形机理分析287

7.1.1概述287

7.1.2高边坡工程地质条件概况288

7.1.3高边坡变形破裂现象及组合模式研究290

7.1.4高边坡变形破坏机制数值模拟研究301

7.1.5边坡变形破坏机制及其工程环境效应评价308

7.2顺倾向岩质高边坡时效变形机理及工程环境效应评价310

7.2.1概述310

7.2.2边坡地质概况310

7.2.3边坡典型时效变形特征及模式机理分析312

7.2.4顺倾边坡的工程适宜性评价317

7.3复杂反倾向岩体边坡时效变形机理及工程适宜性评价324

7.3.1概述324

7.3.2高边坡工程地质条件概述325

7.3.3深裂缝成因类型及发育特征327

7.3.4深部裂缝发育特征及形成机理343

7.4坚硬块状岩体高边坡时效变形机制及工程适宜性评价354

7.4.1概述354

7.4.2阶梯状蠕滑-拉裂滑移模式分析354

7.4.3滑移-拉裂-剪断型边坡时效变形机理及工程适宜性分析365

7.5含中部锁固段高边坡时效变形机理及运动过程研究378

7.5.1概述378

7.5.2高边坡变形及失稳过程实录379

7.5.3滑坡-泥石流发育的基本特征380

7.5.4滑源区岩体结构特征研究386

7.5.5角砾岩的成因研究392

7.5.6滑坡形成机制的“概念模拟”建立397

7.5.7滑坡全过程模拟的数值模拟研究398

7.5.8主要结论407

第8章 大规模开挖条件下高边坡变形破裂响应研究408

8.1引言408

8.2工程实例分析409

8.2.1三峡永久船闸高边坡开挖409

8.2.2葛洲坝水电站基坑开挖（沿水平层面变形的典型实例）411

8.2.3五强溪水电站左岸船闸工程边坡412

8.2.4美国俄亥坝的静水池基坑414

8.2.5澜沧江漫湾水电站坝肩边坡开挖415

8.2.6铜街子水电站坝基基坑的开挖416

8.2.7小结417

8.3小湾水电站高边坡开挖工程概况418

8.3.1右岸边坡开挖概况420

8.3.2左岸边坡开挖概况420

8.4右岸边坡开挖变形响应分析421

8.4.1右岸高位边坡开挖变形响应分析422

8.4.2进水口边坡开挖变形响应分析430

8.4.3拱肩槽边坡开挖变形响应分析435

8.5左岸高边坡开挖变形响应分析439

8.5.1 4#山梁高位边坡变形响应分析439

8.5.2左岸拱肩槽边坡变形响应分析443

8.6高边坡开挖卸荷破裂响应分析446

8.6.1进水口边坡卸荷现象及模式分析446

8.6.2拱肩槽边坡卸荷现象及模式分析450

8.7小结454

第9章 高边坡变形破坏过程模拟的基本理论和方法457

9.1引言457

9.2全过程数值模拟的数学-力学原理459

9.2.1有限单元法数值模拟的基本概念459

9.2.2弹塑性非线性问题的有限单元法分析461

9.2.3黏弹塑性流变问题的有限单元法分析463

9.2.4损伤力学问题的有限单元法分析466

9.2.5大变形及运动过程的离散单元法468

9.2.6斜坡变形过程模拟的快速拉格朗日分析（FLAC）471

9.3复杂高边坡变形破坏模拟的建模技术474

9.3.1概述474

9.3.2复杂FLAC 3 D计算模型的建模方法476

9.3.3 3DEC计算模型的建模方法及其程序实现484

第10章 地下水在复杂介质中的流动及边坡水-岩作用过程模拟492

10.1边坡岩体水-力耦合作用模拟的基本理论493

10.1.1边坡岩体地下水渗流模型493

10.1.2边坡岩体水-力耦合模型498

10.2节理岩体水-岩作用过程的离散单元法模拟501

10.2.1离散元法在模拟流体流动方面的进展501

10.2.2节理岩体中流体流动的离散元模拟502

10.2.3节理岩体边坡分析505

10.3孔隙-裂隙双重介质水-岩耦合作用数值模拟507

10.3.1岩体渗透特性描述507

10.3.2边坡岩体渗流场研究511

10.3.3渗流场剧烈变化条件边坡的水-力耦合作用的数值模拟516

10.4小湾坝肩工程高边坡渗流场模拟526

10.4.1概述526

10.4.2工程边坡地质条件527

10.4.3水文地质条件529

10.4.4高边坡地下水渗流三维数值模拟531

第11章 边坡动力过程模拟569

11.1引言569

11.2边坡动力过程模拟的离散单元法570

11.2.1动力运动方程570

11.2.2块体的变形模拟572

11.3高边坡动力响应特征的数值模拟573

11.3.1动力离散元模拟的基本程序573

11.3.2关于地震波的选取和边界条件设置575

11.3.3坡形的动力响应特征分析576

11.3.4强震条件下陡倾层状高边坡的动力响应特征579

11.4强震条件下斜坡破裂扩展模式研究582

11.4.1破裂扩展模拟与断裂力学分析582

11.4.2不同动力环境下破裂扩展的优势方向583

11.4.3地震工况下斜坡破裂面的延伸形态587

11.5高边坡动力响应的物理试验研究588

11.5.1试验设计588

11.5.2边坡动力响应特征分析593

11.5.3模型边坡对不同频率振动的响应特征597

11.5.4模型边坡变形破坏过程及失稳机制分析600

第12章 支护结构与岩土体相互作用原理与高边坡变形控制605

12.1引言605

12.2大型边坡支护措施适宜性分析606

12.2.1削方减载及压脚606

12.2.2排水606

12.2.3锚固工程607

12.2.4抗滑桩607

12.2.5锚拉桩607

12.2.6桩板墙608

12.3预应力锚索加固边坡的机理及其支护效应分析608

12.3.1锚墩单墩与锚墩-地梁组合结构的锚固传力特性数值分析609

12.3.2框架预应力锚索加固效应分析614

12.4锚索抗滑桩设计的基本理论和支护效应分析621

12.4.1概述621

12.4.2初始预应力产生的主动支护效果及初始内力计算622

12.4.3正常工作状态的锚索桩计算631

12.4.4小结637

12.5抗滑桩支护效应有限元模拟分析637

12.5.1理论研究现状638

12.5.2桩土作用机理有限元分析理论简介638

12.5.3桩与岩土体相互作用分析639

12.5.4小结643

参考文献644