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《山区公路斜坡稳定性衰变机制与典型案例》(订购) 胡惠华、林杭、张鹏 著 中南大学出版社
山区公路斜坡安全,关系交通基础设施韧性,也关系人民群众生命财产安全。《山区公路斜坡稳定性衰变机制与典型案例》以“稳定性衰变”为主线,把地质结构、数值计算、现场监测与工程治理贯通起来,为认识斜坡失稳风险从何处萌生、如何演变以及怎样靶向防控提供系统参考。
探索“衰变”:斜坡稳定性评价从静态结果走向动态过程
安全系数是斜坡工程设计与安全评价的重要指标,在工程实践中具有不可替代的作用。但复杂山区公路斜坡的破坏往往并非整体同时达到极限状态,而是经历从局部损伤、结构面弱化和应力集中,到经历变形累积、裂纹扩展、剪切带形成,最后至滑动面贯通等阶段。降雨入渗、地下水活动、风化蠕变、坡脚开挖、隧道施工、路基填筑以及排水设施损坏等因素,还会不断改变坡体的应力场、渗流场和岩土性质。
本书以“稳定性衰变”为主线,将斜坡视为随时间、环境条件和工程情况变化而持续演化的系统,讨论其从相对稳定到局部损伤、累进破裂直至整体失稳的全过程。这样的研究视角,并非否定传统稳定性静态评价方法,而是在判断“整体是否稳定”之外,进一步关注其动态衰变过程。
锁定“失稳源”:把风险识别落到斜坡关键部位
本书提出“失稳源”概念:在特定地质结构或薄弱部位首先出现塑性屈服等不可逆变形,并可能主导后续渐进破坏链式扩展的核心区域。它不是一个固定的几何点,也不等同于一般意义上的塑性区或预设滑动面,而是兼具空间结构性、剪切主导性、演变渐进性、时间先兆性和监测可识别性的动态区域。
围绕失稳源的识别、验证与控制,作者构建了“地质结构判源—数值计算寻源—监测反馈校源—工程措施控源”的技术路线。
方法与案例并重:六章内容形成完整认识链条
全书共六章。前两章搭建理论与方法基础:第1章从山区公路斜坡失稳危害出发,梳理智慧诊断、稳定性分析、工程防控、斜坡分类及失稳机制,并讨论遥感普查和多源数据应用;第2章系统介绍有限差分、离散元、岩土体破坏准则和安全系数求解方法,讨论模型网格形状、网格尺寸和斜坡尺度对计算结果的影响以及基于机器学习的斜坡稳定性评价与预测方法。
第3章至第6章选取四类具有代表性的山区公路斜坡展开全过程分析:前缘锁固硬质岩斜坡案例揭示了断层、节理、隧道施工及坡脚扰动共同作用下浅层、中层和深层失稳源的形成;前缘锁固顺倾红层斜坡案例突出降雨入渗、前缘弯曲隆起和溃曲剪断的渐进演化;前缘临空顺倾红层斜坡案例展示局部岩体失稳后新临空面不断形成、失稳源逐步向后迁移的牵引式破坏;堆积体斜坡案例则反映降雨与排水构筑物破损耦合作用下多层滑动面的演化过程。
四类案例在岩性、结构组合、前缘边界和触发条件等方面形成对照,使稳定性衰变与失稳源不只停留在概念层面,而能够在具体工程中得到分析和检验。
面向韧性提升:为山区交通建设提供实例性参考
本书尝试在传统稳定性评价与斜坡渐进破坏研究之间建立更加紧密的联系,并以典型山区公路工程为载体,将工程地质调查、稳定性计算、连续与非连续数值分析、渗流作用、现场监测和工程治理贯通起来。书中既有对基础理论和分析方法的梳理,也有针对计算精度、锁固结构及失稳源演化的深入讨论,还有多类工程案例的全过程分析,体现了较强的问题意识和工程导向。
本书能够为相关科技工作者和工程技术人员加深对斜坡稳定性衰变、失稳源动态识别及靶向防控的深入认识和了解,并为不同地区、不同类型的山区公路斜坡工程设计施工与防护提供有益的实例性参考。
来源:中南大学出版社
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