《地下工程模型试验新方法、新技术及工程应用》系统介绍了作者近些年在地下工程地质力学模型试验相似材料、试验装置、加载系统、测试系统研制等方面提出的新方法、新技术以及这些新方法和新技术在大型地下工程模型试验中的应用。内容主要包括新型铁晶砂胶结岩土相似材料以及盐岩地下储气库介质流变相似材料的研制方法；尺寸可调、组装灵活方便的组合式地质力学模型试验台架装置以及可实施三维梯度非均匀加载的结构模型试验装置的研制技术；具有数字化、可视化和智能化功能的高地应力真三维加载地质力学模型试验系统的研制技术；能自动采集模型内部任意部位位移且具有高精度的模型位移数据自动采集系统的研制技术；模型内埋洞室的成腔装置与成腔方法；高效快捷的模型分层压实风干制作与切槽埋设测试传感器方法。本书还包括模型试验的新方法和新技术在大型交通、水电、采矿和能源地下工程地质力学试验中的具体应用以及相应计算与理论分析研究成果。
    《地下工程模型试验新方法、新技术及工程应用》注重方法、技术与丁程实践的紧密结合，提出的模型试验新方法和新技术皆得以工程应用并有效指导工程实践。
    本书可供从事土木、水电、交通、能源、采矿及国防等工程领域的科研和工程技术人员使用，也可作为高等院校相关专业研究生和本科生的教学参考书。

    3.2 模型材料研制的基本原则
    1.采用颗粒胶结型材料
    由于原型岩体都是处在三维应力状态下，所以，模型材料除了在单轴应力状态下满足相似要求以外，还要在三轴应力状态下也能满足相似要求。绝大部分岩体在三轴应力状态下进入破坏阶段时，都将产生“剪胀”现象，而在模型材料的试验中，在三轴应力状态下也能产生“剪胀”现象的，只有颗粒胶结型材料才具备，而浇灌型材料却不具备。因此，相似材料应由散粒体组成，经胶结剂胶结并在模具内强压成一定尺寸的砌块，才能保证有致密的结构和较大的内摩擦角。
    2.骨料级配合理
    地质力学模型材料要求具备高容重，这就需要在模型材料中使用大比重的物质作骨料和掺和料，同时为了提高材料的容重，必须尽量减小材料的孔隙率和加大材料组合的密实性。因此散粒体应选用大比重的物质，并由粗、细颗粒按最优级配组成，以获得最大的容重和较小的孔隙率。
    3.具有低强度、低变形模量的特征
    地质力学模型材料要求具有低强度、低变形模量的特征，要满足这项要求，有两方面的问题需要处理。一方面颗粒胶结型材料的强度主要取于胶结剂的性能，因此，采用弱胶结剂可以达到降低强度的目的。然而材料的变形模量却与材料中骨料的物理力学性能有关，同时还受到胶结剂性能的影响，而且还与材料的孔隙率有关。根据国外一些岩石试验资料来看，弹性模量与岩石的孔隙率成反比关系，即孔隙率小，弹性模量高；孔隙率大，则弹性模量相应降低。
    4.材料能快速干燥
    一切颗粒型胶结材料在成型过程中都需要使用调和剂，这就存在一个材料的干燥问题。因为地质力学模型试验是研究一定范围内原型岩体的应力-应变变化规律，一般模型体积较大，如果模型材料干燥太慢，就势必增加模型试验的周期，而这正是结构模型试验的一大弱点，因此，如何缩短试验周期，是目前人们重视的问题之一。另外为了观测应变，需要在材料表面和内部粘贴和埋设电阻应变计，而它对材料干燥度要求比较高。因此，地质力学模型材料的调和剂应当采用易于挥发的有机溶剂，而不宜采用难于蒸发的水溶液。要求模型成型后能快速干燥，以加快模型试验进程。
    ……

《岩石力学与工程研究著作丛书》序
《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话
前言
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 地质力学模型试验的研究现状
1.3 本书主要研究内容

第2章 地质力学模型试验的相似条件
2.1 基本概念
2.2 模型试验相似三定理
2.3 地质力学模型试验的相似条件
2.3.1 相似模型的定义
2.3.2 地质力学模型的特点
2.3.3 模型试验相似条件

第3章 模型试验新型相似材料的研制方法
3.1 引言
3.2 模型材料研制的基本原则
3.3 铁晶砂胶结新型岩土相似材料的研制方法
3.3.1 材料选择
3.3.2 材料试件的制作方法
3.3.3 材料物理力学参数试验
3.3.4 材料力学特性分析
3.3.5 材料的技术特性
3.4 储气库介质流变相似材料的研制方法
3.4.1 工程背景
3.4.2 材料力学参数试验
3.4.3 材料力学变形特征
3.4.4 材料蠕变试验及测试结果分析
3.4.5 材料技术特性

第4章 新型地质力学模型试验装置与加载和稳压控制系统的研制技术
4.1 引言
4.2 组合式地质力学模型试验台架装置的研制技术
4.2.1 装置设计与构造
4.2.2 装置技术特性
4.3 三维梯度非均匀加载结构模型试验装置的研制技术
4.3.1 装置设计与构造
4.3.2 装置工作原理
4.3.3 装置技术特性
4.4 高地应力真三维加载模型试验系统的研制技术
4.4.1 系统构造
4.4.2 系统技术特性
4.5 模型数控液压加载与稳压控制系统的研制技术
4.5.1 系统构造
4.5.2 系统控制流程
4.5.3 系统工作原理
4.5.4 系统技术特性
4.6 模型数控气压加载与稳压控制系统的研制技术
4.6.1 系统构造
4.6.2 系统工作原理
4.6.3 系统技术特性

第5章 大体积地质模型制作新方法与模型位移测试新技术
5.1 引言
5.2 地质模型分层压实风干制作与切槽埋设测试传感器方法
5.2.1 材料分层压实试验装置的研制
5.2.2 模型制作方法
5.2.3 模型制作方法的技术特点
5.3 模型内埋洞室的成型方法
5.3.1 内埋洞室的成腔装置
5.3.2 内埋洞室的成腔方法
5.4 模型位移数据自动采集系统的研制技术
5.4.1 系统工作原理
5.4.2 系统各部分功能
5.4.3 系统技术特性

第6章 分岔隧洞围岩稳定与支护三维地质力学模型试验与分析研究
第7章 深部巷道围岩分区破裂与锚固三维地质力学模型试验与分析研究
第8章 地下厂房洞室群围岩稳定与支护三维地质力学模型试验与分析研究
第9章 深部层状盐岩地下储气库运营稳定三维地质力学模型试验研究
参考文献