本书全面、系统地介绍了岩石细观损伤力学试验研究和岩石损伤理论研究。针对岩石细观损伤研发了图像处理平台：从细观层面定性解释大理岩损伤发展过程，将量化的损伤数据进行可视化；分析不同含水率下红砂岩微裂纹损伤演化与宏观力学响应之间的规律。结合热力学定律和细观损伤力学基本原理，探讨高温对大理岩的刚度、峰值强度、峰值应变、弹性模量等的影响，并从岩石内部的微观结构变化讨论大理岩在高温作用下强度及变形特性的演化机理。基于室内试验，采用有限元软件针对本构模型进行材料模型的二次开发，进行真实试验，建立试样压缩细观损伤模型。
本书可供从事岩石力学研究的科技人员阅读，也可作为高等院校相关专业的研究生教材。

序
前言
第1章 绪论
1.1 问题的提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基于数字图像处理技术的岩石细观量化试验研究
1.2.2 大理岩细观结构损伤与量化统计分析研究
1.2.3 红砂岩细观损伤演化特性及其本构模型试验研究
1.2.4 岩石温度效应研究进展及现状
1.2.5 基于扩展有限元法的岩石三维裂纹扩展研究
参考文献
第2章 基于数字图像处理技术的岩石细观量化试验研究
2.1 数字图像处理技术在岩土工程中的应用
2.2 图像预处理
2.2.1 图像数字化
2.2.2 图像增强
2.2.3 图像分割
2.3 区域生长算法
2.3.1 形态学的处理
2.3.2 区域生长的基本公式
2.3.3 区域生长
2.3.4 区域生长程序
2.3.5 提取微裂隙二维信息
2.4 MATLAB程序提取微裂纹信息
2.4.1 平台简介及优点
2.4.2 自研软件介绍
参考文献
第3章 大理岩细观结构损伤与量化统计分析
3.1 研究背景
3.2 试样采集及性质
3.3 大理岩单轴压缩细观损伤SEM试验研究
3.3.1 试验目的
3.3.2 动态在位试验的试样制备
3.3.3 基于SEM的在位观测试验仪器设备
3.3.4 数据采集
3.3.5 试验结果分析
3.4 大理岩细观损伤力学试验数据的数字化统计分析
3.4.1 微裂纹方位角
3.4.2 微裂纹长度
3.4.3 微裂纹总面积
3.4.4 微裂纹间距
3.4.5 微裂纹长宽比
3.5 基于Monte Carlo理论的大理岩细观结构损伤过程模拟
3.5.1 Monte Carlo模拟理论
3.5.2 大理岩细观结构损伤过程模拟
参考文献
第4章 大理岩细观损伤本构模型
4.1 细观损伤本构理论
4.2 基于SEM试验的大理岩细观损伤本构模型原理
4.2.1 基本假定
4.2.2 大理岩细观尺度微结构的简化模型
4.3 基于SEM试验的大理岩细观损伤本构模型
4.3.1 微裂纹描述
4.3.2 大理岩细观损伤本构模型推导
4.4 修正宽长比
参考文献
第5章 基于不同含水率红砂岩的细观损伤演化研究
5.1 试验简介
5.1.1 试样制备
5.1.2 试验仪器
5.1.3 红砂岩单轴压缩细观损伤试验
5.2 试验研究及机理分析
5.2.1 水对红砂岩宏观力学特性的影响
5.2.2 水对红砂岩细观结构变化的影响
5.3 水-岩物理化学作用的微观分析
5.4 试验图像信息及数据提取
5.4.1 程序概述
5.4.2 图像前处理
5.4.3 图像后处理
5.4.4 细观结构信息量化
5.5 微裂纹损伤演化规律分析
5.5.1 微裂纹损伤演化与宏观力学响应的关系
5.5.2 损伤破坏临界值和裂纹扩展模式分析
5.5.3 初始损伤和损伤局部化研究
5.6 红砂岩本构模型探讨
5.6.1 损伤变量的定义
5.6.2 红砂岩峰值应变前损伤本构方程
5.6.3 红砂岩峰值应变后损伤本构方程
5.7 本构模型的验证
5.7.1 概述
5.7.2 本构模型的验证与分析
参考文献
第6章 大理岩高温细观试验及本构研究
6.1 大理岩断口细观结构SEM试验研究
6.1.1 试样岩性特征
6.1.2 试验设备
6.1.3 微观结构和断裂分析
6.2 岩石热开裂机理
6.3 试验图像信息及数据提取
6.3.1 图像识别程序简介
6.3.2 微裂纹图像信息提取
6.4 二维裂隙网络模拟
6.4.1 Monte Carlo模拟的基本原理
6.4.2 各温度岩石断口微裂纹网络模拟
6.5 高温下岩石损伤演化分形特征分析
6.5.1 分形理论基本概念
6.5.2 裂隙网络损伤分形维数测定方法
6.5.3 分形维数计算过程
6.5.4 分形维数的估测
6.5.5 分形维数与损伤变量
参考文献
第7章 岩石细观损伤仿真模拟
7.1 有限元软件简介
7.2 参数分析
7.2.1 单轴拉伸数值试验
7.2.2 三轴压缩数值试验
7.3 大理岩单轴压缩细观损伤试验的数值模拟
7.3.1 数值试验模型
7.3.2 试验结果及分析
7.4 岩石三维裂纹扩展过程再现仿真研究
7.4.1 基于ABAQUS的扩展有限元法
7.4.2 扩展有限元法对单裂纹单轴压缩扩展过程的研究
7.4.3 扩展有限元法对单裂纹双轴压缩扩展过程的研究
7.4.4 扩展有限元法对二维多裂纹单轴压缩扩展过程的研究
7.4.5 三维含表面裂隙试样裂纹扩展研究
7.4.6 三维含深埋裂隙试样裂纹扩展研究
参考文献