龙游石窟大型古地下工程洞室群科学技术问题研究

序
前言
第1章 绪论
1.1 龙游石窟的发现
1.2 龙游石窟的分布
1.2.1 关于龙游石窟命名问题的思考
1.2.2 龙游石窟的分布
1.3 有关龙游石窟修建目的和修建年代的讨论
1.3.1 龙游县的历史变迁
1.3.2 关于龙游石窟建造目的的各种说法
1.3.3 关于石窟始建年代的讨论
1.4 龙游石窟大型古地下工程科学技术亮点研究的目的和研究动态
1.4.1 龙游石窟古地下工程科学技术问题研究的目的
1.4.2 在龙游石窟古工程科学技术方面的研究动态
1.5 本书所采用的研究方法论和研究内容
1.5.1 主要研究对象
1.5.2 工程地质力学综合集成方法论的应用
1.5.3 研究内容
第2章 龙游石窟洞室特征调查和文物价值的初步评价
2.1 龙游石窟洞室特征调查研究
2.1.1 凤凰山古洞室群的洞室结构
2.1.2 牛场古洞室群的洞室结构
2.1.3 艾公洞的洞室结构
2.1.4 上坂村古洞室群的洞室结构
2.1.5 龙游石窟的洞室基本特征
2.2 关于龙游石窟文物价值的思考
2.2.1 关于文物的定义及文物的基本特征
2.2.2 龙游石窟具有文物所必须具有的两大基本特征
2.2.3 龙游石窟文物价值分析
2.3 龙游石窟信息系统(LCGIS)的建立
2.3.1 Maptitude 4.0简介
2.3.2 龙游石窟信息系统
第3章 凤凰山古洞室群工程地质条件评价和围岩力学参数研究
3.1 气候条件
3.2 区域地质背景
3.2.1 地形地貌
3.2.2 地层岩性
3.2.3 地质构造
3.2.4 地震
3.3 龙游石窟分布区的地形地貌
3.4 凤凰山古洞室群工程区的地层和构造
3.4.1 石窟分布区地层
3.4.2 石窟分布区构造
3.4.3 岩体结构
3.5 石窟围岩黏土矿物分析和崩解规律研究
3.5.1 颗粒分析
3.5.2 胶结物分析
3.5.3 崩解耐久性分析
3.5.4 微结构测试
3.6 岩石物理力学性质
3.6.1 试验方法
3.6.2 试验结果
3.6.3 试验结果综合分析
3.6.4 不同赋存环境下围岩的物理力学性质指标
3.7 水文地质条件
3.7.1 地下水的形成和分布规律
3.7.2 地下水类别和含水岩层(组)划分
3.7.3 水的化学成分
3.7.4 水害问题
3.8 工程地质条件对地下洞室稳定性的影响
第4章 龙游石窟大型古地下工程洞室群科学技术亮点的研究
4.1 FLAC-3D程序及原理简述
4.1.1 有限差分法概述
4.1.2 拉格朗日元法介绍
4.1.3 FLAC-3D计算原理
4.1.4 FLAC-3D计算方法
4.1.5 FLAC-3D所用的本构模型和计算模型
4.1.6 FLAC-3D的其他特点
4.1.7 龙游石窟数值分析所用的计算方法及参数选取
4.2 关于斜顶结构的科学亮点分析
4.2.1 计算模型
4.2.2 计算结果与分析
4.3 关于鱼尾形岩柱的科学亮点分析
4.3.1 计算模型
4.3.2 计算结果与分析
4.3.3 塑性破坏区的比较
4.4 关于岩柱斜托的科学亮点分析
4.4.1 计算模型
4.4.2 计算结果与分析
4.5 关于L形岩柱的科学亮点分析
4.5.1 计算模型
4.5.2 计算结果对比分析
4.6 关于斜墙的科学亮点分析
4.6.1 计算模型
4.6.2 计算结果对比分析
4.7 关于岩柱及其支撑面积问题的讨论
4.7.1 岩柱支撑面积的几何划分方法及结果
4.7.2 凤凰山古洞室群1～5号洞各岩柱横截面积的确定
4.7.3 关于岩柱支撑顶板面积问题的几点看法
4.8 墙脚和柱脚的增大“设计”
4.9 柱墙相连的措施
4.10 洞口斜柱
4.11 避免或减小斜顶与底板之间的锐角问题
4.12 几点结论
第5章 关于古人在工程地质选址、选层及施工方法的猜想
5.1 关于古人在龙游石窟地质选址、选层等方面的猜想
5.1.1 关于古人通过“工程类比法”进行石窟选址的猜想
5.1.2 关于古人采用以“坑槽探”方法为主进行“工程地质勘察”的猜想
5.1.3 层位选择问题
5.1.4 洞口位置选择问题
5.2 关于施工采光问题的讨论
5.2.1 关于阳光照明可能性的讨论
5.2.2 关于火把照明可能性的讨论
5.3 分层开凿方法的采用
5.4 关于开凿方法的讨论
5.4.1 由施工采光引起的两次施工方法的猜想
5.4.2 关于开凿工具的猜想
5.4.3 关于两种开凿方法的猜想
5.5 关于凿痕图案刻凿方法的讨论
5.5.1 关于刻凿方法的猜想
5.5.2 关于分部施工方法和偏差问题
5.5.3 关于装饰图案与采石痕迹之争的讨论
5.6 关于龙游石窟排水系统建立方法的猜想
5.6.1 关于排水系统的功能分析
5.6.2 关于排水系统施工方法的猜想
5.7 工程量测问题
5.7.1 龙游石窟工程量测水平的评价
5.7.2 关于工程量测方法的猜想
第6章 洞室变形破坏分析和长期积水对洞室保护作用的机理初步研究
6.1 凤凰山古洞室群洞室围岩变形破坏情况的调查
6.1.1 围岩变形问题的调查
6.1.2 围岩裂缝的分布调查
6.1.3 围岩塌落和毁坏问题的调查
6.1.4 洞室围岩变形破坏概括
6.2 上坂村古洞室群围岩变形破坏的调查
6.2.1 各洞室顶板的变形破坏问题
6.2.2 各洞室岩柱的变形破坏问题
6.2.3 各洞室边墙的变形破坏问题
6.3 洞室完整程度的定性等级划分及围岩稳定性初步评价
6.3.1 洞室完整性定性分级标准的确定
6.3.2 各洞室完整程度的评价
6.4 长期充水对洞室保护的机理分析
6.4.1 充水情况分析
6.4.2 充水对围岩风化速度的影响
6.4.3 充水对围岩应力应变条件的改善
6.4.4 抽水顺序对相邻洞室稳定性的影响
6.5 几点看法
第7章 岩体长期强度和流变参数反演的研究
7.1 龙游石窟古洞室群反分析的提出
7.2 关于初始地应力的基本假定
7.3 凤凰山古洞室群4号洞P4，2岩柱层面抗剪强度的反演
7.3.1 4号洞数值分析模型
7.3.2 剪切面几何条件的确定
7.3.3 P4，2岩柱抗剪强度反演原理
7.3.4 反分析的初步结果
7.4 牛场古洞室群1号洞顶板和P4，2岩柱长期抗拉强度的反演
7.4.1 问题的提出
7.4.2 基本原理
7.4.3 计算模型
7.4.4 围岩力学参数
7.4.5 拉裂缝法向应力的获取
7.4.6 顶板拉应力反分析
7.4.7 P4，2岩柱上拉应力分析
7.5 凤凰山古洞室群5号洞顶板破坏过程的反演分析
7.5.1 力学模型
7.5.2 流变断裂基本方程
7.5.3 基于正交试验设计的反演分析方法
7.5.4 流变过程及长期稳定性分析的结果
第8章 关于龙游石窟保护问题的若干思考
8.1 研究目的
8.2 关于龙游石窟长期保护问题的战略思考
8.3 抽干洞室积水所造成的问题及原始封存的处理对策
8.4 洞口(边坡)风化和破坏问题及加固方案
8.5 洞内渗水问题及解决方法
8.6 洞室局部破坏及加固方法
8.6.1 加固原则
8.6.2 洞室相对危险区的分区方法
8.6.3 加固思路和加固方法设想
8.7 围岩风化问题及防风化措施
8.8 洞口进雨问题和透明防雨顶棚
8.9 岩柱和边墙的破坏性刻凿及禁止措施
8.10 入洞者安全保证和最佳旅游路线问题
8.11 洞室稳定程度和环境变化的预测及监测
8.11.1 预测洞室稳定程度和环境变化的必要性
8.11.2 主要监测对象和监测手段
8.11.3 关于1～5号洞监测的若干建议
参考文献
后记