本书汇集了作者多年的科学研究成果，从环境问题角度探讨各种环境因素对岩土材料力学特性的不同效应，研究岩土工程因环境因素的影响而发生破坏的内在机理，为更准确评估和计算岩土工程的稳定性、耐久性等提供有效的技术参数，并为今后开发和研制人工智能控制、预测以及信息管理等系统储备基础信息，因此，这些研究具有重要的理论意义和工程意义。

本书主要对各种环境作用下岩土材料的性质进行系统研究及理论分析。通过一系列不同应力、化学溶液及渗流等耦合作用过程中岩土试件的即时加载试验等单轴和三轴压缩细观和宏观力学试验，分析了不同环境以及化学、渗流与应力耦合侵蚀下岩土材料的力学效庳。综合运用土力学、损伤力学、孔隙介质力学、渗流理论、弹塑性力学及物理化学等理论，研究了各种环境效应下岩土材料破裂过程的非线性损伤演化规律和机理，建立了岩土的化学损伤演化变量及本构模型，提出了相应的非线性力学分析与数值模拟方法，并将上述环境效应机理研究初步应用于岩土工程。

本书可作为岩土工程领域内的科研人员及大专院校土木工程、岩土工程、工程地质等专业的研究生用书，也可供从事岩土工程设计、勘察和试验的工程技术人员参考。

1 绪论

 1.1 岩土材料的环境效应研究背景

 1.2 岩土材料的环境效应研究现状

1.2.1 水泥土环境效应研究现状

1.2.2 混凝土环境效应研究现状

1.2.3 岩石环境效应研究现状

1.2.4 损伤力学与岩土工程研究现状

1.2.5 细观力学与岩土工程研究现状

1.2.6 岩土本构模型研究现状

 1.3 研究思路和方法

1.3.1 研究思路

1.3.2 研究方法

1.3.3 研究内容

2 水泥土的环境效应试验研究

 2.1 概述

 2.2 宏观试验方案设计与优化

2.2.1 侵蚀环境设计

2.2.2 加载装置与观测系统

2.2.3 水泥土试样的制备

 2.3 环境侵蚀下水泥土的单轴压缩破裂试验

2.3.1 试验过程

2.3.2 试验结果分析

 2.4 环境侵蚀下水泥土力学特性的时间效应

2.4.1 不同pH值对水泥土强度增长趋势的影响

2.4.2 不同离子浓度影响的强度增长趋势

2.4.3 不同化学溶液对水泥土强度增长趋势的影响

 2.5 水泥土冻融和侵蚀的双重效应

2.5.1 试验材料制备与试验方案

2.5.2 试验结果分析

2.5.3 冻融循环侵蚀对水泥土力学性能的双重效应

 2.6 环境侵蚀下水泥土的三轴压缩试验

2.6.1 试验设备及其原理

2.6.2 三轴压缩破裂试验步骤

2.6.3 试验结果分析

 2.7 环境侵蚀下水泥土细观破裂过程的实时观测试验

2.7.1 概述

2.7.2 细观加载仪及其观测系统

2.7.3 细观实时观测试验试件的制备

2.7.4 水泥土的细观破裂实时观测试验

2.7.5 环境侵蚀下水泥土的细观破裂特征实时观测

 2.8 小结

3 混凝土的环境效应试验研究

 3.1 概述

 3.2 试验方案设计与优化

3.2.1 混凝土试件的制备和养护

3.2.2 侵蚀和冻融试验

3.2.3 混凝土试样的抗压试验

 3.3 混凝土的环境效应试验研究

3.3.1 纯净水养护的混凝土力学特性

3.3.2 酸侵蚀和冻融循环对混凝土力学特性的影响

3.3.3 硫酸钠侵蚀和冻融循环对混凝土强度的影响

 3.4 动态水侵蚀环境下混凝土的环境效应

3.4.1 动态水侵蚀环境下混凝土的侵蚀试验

3.4.2 动态水侵蚀环境下混凝土的侵蚀试验结果分析

3.4.3 动态水侵蚀环境下混凝土的机理分析

 3.5 粉煤灰混凝土的环境效应试验研究

3.5.1 试验方法

3.5.2 试验结果分析

 3.6 环境侵蚀条件下混凝土的荷载破裂特征

 3.7 砂浆的环境效应试验

3.7.1 试验方案及试件制备

3.7.2 试验设备

3.7.3 环境侵蚀条件下水泥砂浆的力学性能

3.7.4 不同pH值的溶液中水泥砂浆的单轴抗压强度试验

3.7.5 不同水泥掺量的水泥砂浆冻融性质

3.7.6 冻融次数对水泥砂浆冻融性质的影响

 3.8 小结

4 岩石的环境效应试验研究

 4.1 概述

 4.2 岩石细观力学加载仪

 4.3 岩石单轴压缩破裂过程的实时细观观测试验

4.3.1 岩样的备制

4.3.2 岩石矩形板试件的环境效应

 4.4 小结

5 岩土材料的环境损伤机理分析

 5.1 概述

 5.2 环境侵蚀下岩土材料表面细观损伤特征

5.2.1 水泥土材料的表面损伤

5.2.2 混凝土和砂浆材料的表面损伤

5.2.3 岩石材料的表面损伤

 5.3 岩土材料的损伤演化机理分析

5.3.1 环境侵蚀下水泥土的宏-细观损伤机理

5.3.2 化学腐蚀下岩石细观损伤的化学作用分析

 5.4 小结

6 岩土材料的环境损伤本构模型及应用

 6.1 概述

 6.2 环境侵蚀下水泥土的环境损伤本构模型

6.2.1 水泥土环境损伤本构模型的建立

6.2.2 水泥土破坏形式的损伤本构模型

6.2.3 损伤本构模型的应用

 6.3 环境侵蚀条件下水泥土的神经网络本构模型

6.3.1 神经网络本构模型的建立

6.3.2 神经网络计算框图

6.3.3 网络模型的训练和优化

6.3.4 实例验证

 6.4 环境侵蚀下岩石细观损伤的断裂力学模型

6.4.1 岩石断裂的理论基础

6.4.2 断裂准则

6.4.3 细观损伤的断裂分析

 6.5 环境效应下岩土材料的工程应用

6.5.1 概述

6.5.2 水泥土搅拌桩的环境效应

6.5.3 喷射混凝土材料的环境效应

6.5.4 岩石材料的环境效应及耐久性

 6.6 小结

参考文献