《人工凍土力學性質(zhì)及施工風險管控》系統(tǒng)闡述了人工凍土的力學特性、工程應用及施工風險控制技術(shù)，涵蓋理論分析、實驗研究、數(shù)值模擬和工程實踐，主要內(nèi)容包括：人工凍土的基本性質(zhì)、人工凍結(jié)法施工技術(shù)、凍土力學模型與數(shù)值模擬、施工風險識別與控制。本書既包含凍土力學的基礎(chǔ)理論，又提供工程實踐中的關(guān)鍵技術(shù)，如凍結(jié)壁設(shè)計、風險預警等，介紹了人工凍土的最新研究成果，如多場耦合分析（熱-力-水耦合）、智能監(jiān)測技術(shù)等， 內(nèi)容由淺入深，既適合讀者用于學術(shù)研究，也可用于指導現(xiàn)場施工。
本書可供從事地鐵、隧道、礦山、基坑等凍結(jié)法設(shè)計的工程技術(shù)人員閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。
第一章 緒論001
1.1 凍土的研究背景003
1.2 凍土的研究現(xiàn)狀005
1.2.1 凍土力學及凍脹作用的研究現(xiàn)狀005
1.2.2 凍土動荷載本構(gòu)關(guān)系研究現(xiàn)狀006
1.2.3 混凝土早期抗凍性能研究現(xiàn)狀007
第二章 凍結(jié)法理論基礎(chǔ)011
2.1 凍土的概述013
2.1.1 凍土的基本成分013
2.1.2 凍土的形成過程013
2.1.3 凍土的熱物理參數(shù)014
2.2 凍土的力學性質(zhì)017
2.2.1 抗壓強度017
2.2.2 抗剪強度018
2.2.3 蠕變性019
2.3 凍結(jié)帷幕及其周圍土體的力學分析研究021
2.3.1 凍結(jié)帷幕周圍土體的力學分析研究021
2.3.2 凍結(jié)帷幕的力學分析研究022
第三章 土體凍脹機理及影響因素027
3.1 凍脹機理029
3.2 土的凍脹特性指標030
3.2.1 凍脹率030
3.2.2 凍脹力031
3.2.3 凍脹速率031
3.2.4 融沉量032
第四章 人工凍土熱物理力學性能試驗033
4.1 常規(guī)土工試驗035
4.1.1 土的顆粒分析試驗035
4.1.2 含水率試驗035
4.1.3 密度試驗036
4.1.4 導熱系數(shù)試驗037
4.1.5 液塑限試驗037
4.1.6 比熱容測定試驗038
4.1.7 凍結(jié)溫度測定試驗039
4.2 人工凍土多功能凍脹系統(tǒng)040
4.2.1 試驗系統(tǒng)簡介040
4.2.2 試驗系統(tǒng)主要功能041
4.3 人工凍結(jié)黏土凍融試驗042
4.3.1 凍融試驗主要步驟042
4.3.2 凍融試驗方案043
4.3.3 凍融試驗結(jié)果分析044
4.4 凍土單軸抗壓強度試驗048
4.4.1 單軸抗壓強度與溫度的關(guān)系048
4.4.2 凍土彈性模量051
4.4.3 凍土的泊松比052
4.4.4 凍土單軸條件下的應力-應變關(guān)系054
第五章 低溫石墨尾礦混凝土力學特性試驗研究059
5.1 研究背景及意義061
5.2 試驗材料與方法062
5.2.1 試件設(shè)計063
5.2.2 試驗用主要原材料064
5.2.3 主要試驗設(shè)備066
5.2.4 配合比設(shè)計068
5.2.5 試件制備及養(yǎng)護071
5.3 石墨尾礦混凝土早期抗凍性能試驗研究072
5.3.1 試驗方案073
5.3.2 石墨尾礦混凝土的抗壓強度075
5.3.3 石墨尾礦混凝土的抗凍臨界強度078
5.3.4 石墨尾礦混凝土抗凍臨界強度影響因素分析083
5.4 石墨尾礦混凝土壓縮斷裂性能試驗研究088
5.4.1 石墨尾礦混凝土斷裂破壞過程089
5.4.2 翼型裂紋壓縮斷裂模型090
5.4.3 裂紋擴展特征分析091
5.4.4 測試數(shù)據(jù)094
5.5 對傳統(tǒng)斷裂力學模型試驗原理所得結(jié)果的討論096
5.5.1 預制裂縫傾角對KⅠC 值的影響096
5.5.2 預制裂縫長度對KⅠC 值的影響098
5.6 對微裂紋單元應力模型試驗原理所得結(jié)果的討論100
5.6.1 預制裂縫傾角對KⅠC 和KⅡC 值的影響100
5.6.2 預制裂縫長度對KⅠC 和KⅡC 值的影響102
5.7 本章小結(jié)103
第六章 凍結(jié)法施工風險評價105
6.1 凍結(jié)加固土體穩(wěn)定等級劃分108
6.1.1 微觀指標穩(wěn)定等級閾值的確定109
6.1.2 宏觀指標穩(wěn)定等級的確定110
6.1.3 風險評價方法的選擇111
6.2 基于土體力學特性的風險評估114
6.2.1 加固體穩(wěn)定性評價體系114
6.2.2 隸屬度函數(shù)的確定116
6.2.3 指標權(quán)重向量的確定117
6.2.4 各級指標模糊向量的確定120
6.2.5 風險評價結(jié)果124
6.3 本章小結(jié)125
第七章 結(jié)論與展望127
7.1 主要結(jié)論129
7.2 不足與展望130
參考文獻131
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