自由流-渗流耦合理论与实践

贯通管缝是地下水与地表水之间相互转换的主要路径，是地下水与岩土体之间水力联系的重要通道，也是岩土体失稳破坏常常追踪的边界条件。《自由流-渗流耦合理论与实践》围绕含贯通管缝岩土体渗透特性与界面力学效应，构建了岩石基质渗流与管缝自由流耦合分析数学模型，推求了基质渗流与自由流流速分布显式表达；提出了自由流干涉岩石基质渗流影响带宽度确定方法；结合牛顿内摩擦定律，量化了宏观运动水流对固体多孔介质界面的细观力学效应；将固液界面拖曳力嵌入岩土体稳定性分析方法，量化评价了宏观运动水流对岩土体稳定性影响的贡献。

目录
第1章　绪论　1
第2章　自由流和渗流理论　10
2.1　连续性方程　10
2.2　Darcy定律　12
2.3　广义Darcy定律　17
2.4　Brinkman-Darcy方程　19
2.5　Navier-Stokes方程　22
2.6　基于B-D方程对Darcy渗透试验的讨论　27
2.7　嵌入不透水球体复合多孔介质流场分析　29
2.7.1　理论模型　29
2.7.2　极坐标下渗流运动方程　30
2.7.3　渗流场求解　31
2.7.4　渗透性分析　33
2.7.5　试验验证　35
第3章　岩石基质渗流耦合裂隙自由流　38
3.1　无充填贯通裂缝流场　38
3.1.1　裂缝中纯水流的流速　39
3.1.2　岩石基质中渗流的流速　40
3.1.3　边界条件及解析解　41
3.1.4　等效渗透系数分析　42
3.1.5　室内试验验证　43
3.2　全充填贯通裂缝流场　46
3.2.1　裂缝中纯水流的流速　47
3.2.2　岩石基质中渗流的流速　47
3.2.3　边界条件及解析解　48
3.2.4　等效渗透系数分析　50
3.2.5　室内试验验证　51
3.3　部分充填贯通裂缝流场　53
3.3.1　裂缝中纯水流的流速　54
3.3.2　充填裂缝中渗流的流速　54
3.3.3　岩石基质中渗流的流速　55
3.3.4　边界条件及解析解　56
3.3.5　等效渗透系数分析　58
3.3.6　室内试验验证　61
3.4　含裂隙岩体应力-渗流耦合测试　64
3.4.1　含复杂裂隙岩体实验室制备方法　64
3.4.2　裂隙岩体应力-渗流耦合试验方法　65
3.4.3　应力场中渗流变化规律　67
3.4.4　含裂隙岩体破坏全过程渗透性演化规律　68
第4章　岩石基质渗流耦合管道自由流　74
4.1　无充填贯通管道流场特性　74
4.1.1　贯通管道中水流的流速　75
4.1.2　岩石基质中渗流的流速　76
4.1.3　边界条件及解析解　77
4.1.4　等效渗透系数分析　79
4.1.5　无充填管道模拟试验　80
4.2　部分充填贯通管道流场特性　83
4.2.1　贯通管道中水流的流速　83
4.2.2　充填介质中渗流的流速　84
4.2.3　岩石基质中渗流的流速　85
4.2.4　边界条件及解析解　85
4.2.5　理论验证　87
第5章　流固界面拖曳力效应及应用　91
5.1　拖曳力作用下平推式滑坡　91
5.1.1　滑面裂隙流场分析与拖曳力计算　91
5.1.2　径流条件下滑面切应力分析　94
5.1.3　平推式滑坡实例　94
5.2　拖曳力作用下浅顺层滑坡　97
5.2.1　径流-渗流耦合流场分析与拖曳力计算　98
5.2.2　径流-渗流耦合条件下滑面切应力分析　102
5.2.3　浅顺层滑坡实例　103
5.3　拖曳力作用下软弱夹层接触冲刷　107
5.3.1　接触面流场分析　108
5.3.2　接触冲刷的水力条件及受力分析　111
5.3.3　接触冲刷工程实例　114
5.4　拖曳力作用下斜坡颗粒起动　115
5.4.1　坡面流场分析　116
5.4.2　颗粒起动临界水深　119
5.4.3　试验验证　120
5.5　拖曳力作用下降雨导致浅层滑坡　123
5.5.1　浅层土坡流场分析　124
5.5.2　浅层土坡拖曳力效应　127
5.5.3　降雨致滑实例　132
参考文献　136