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第1章 绪论1

1.1龙游石窟的发现1

1.2龙游石窟的分布7

1.2.1关于龙游石窟命名问题的思考7

1.2.2龙游石窟的分布8

1.3有关龙游石窟修建目的和修建年代的讨论20

1.3.1龙游县的历史变迁21

1.3.2关于龙游石窟建造目的的各种说法22

1.3.3关于石窟始建年代的讨论42

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50

1.4.1龙游石窟古地下工程科学技术问题研究的目的50

1.4.2在龙游石窟古工程科学技术方面的研究动态51

1.5本书所采用的研究方法论和研究内容58

1.5.1主要研究对象58

1.5.2工程地质力学综合集成方法论的应用58

1.5.3研究内容60

第2章 龙游石窟洞室特征调查和文物价值的初步评价62

2.1龙游石窟洞室特征调查研究62

2.1.1凤凰山古洞室群的洞室结构62

2.1.2牛场古洞室群的洞室结构71

2.1.3艾公洞的洞室结构71

2.1.4上坂村古洞室群的洞室结构75

2.1.5龙游石窟的洞室基本特征77

2.2关于龙游石窟文物价值的思考94

2.2.1关于文物的定义及文物的基本特征94

2.2.2龙游石窟具有文物所必须具有的两大基本特征95

2.2.3龙游石窟文物价值分析95

2.3龙游石窟信息系统（LCGIS）的建立102

2.3.1 Maptitude 4.0简介102

2.3.2龙游石窟信息系统103

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105

3.1气候条件105

3.2区域地质背景105

3.2.1地形地貌105

3.2.2地层岩性106

3.2.3地质构造106

3.2.4地震106

3.3龙游石窟分布区的地形地貌107

3.4凤凰山古洞室群工程区的地层和构造109

3.4.1石窟分布区地层109

3.4.2石窟分布区构造111

3.4.3岩体结构111

3.5石窟围岩黏土矿物分析和崩解规律研究112

3.5.1颗粒分析113

3.5.2胶结物分析113

3.5.3崩解耐久性分析116

3.5.4微结构测试117

3.6岩石物理力学性质118

3.6.1试验方法119

3.6.2试验结果121

3.6.3试验结果综合分析125

3.6.4不同赋存环境下围岩的物理力学性质指标126

3.7水文地质条件127

3.7.1地下水的形成和分布规律127

3.7.2地下水类别和含水岩层（组）划分127

3.7.3水的化学成分128

3.7.4水害问题133

3.8工程地质条件对地下洞室稳定性的影响138

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139

4.1 FLAC-3D程序及原理简述139

4.1.1有限差分法概述139

4.1.2拉格朗日元法介绍140

4.1.3 FLAC-3D计算原理140

4.1.4 FLAC-3D计算方法142

4.1.5 FLAC-3D所用的本构模型和计算模型142

4.1.6 FLAC-3D的其他特点142

4.1.7龙游石窟数值分析所用的计算方法及参数选取143

4.2关于斜顶结构的科学亮点分析144

4.2.1计算模型144

4.2.2计算结果与分析145

4.3关于鱼尾形岩柱的科学亮点分析148

4.3.1计算模型149

4.3.2计算结果与分析149

4.3.3塑性破坏区的比较151

4.4关于岩柱斜托的科学亮点分析152

4.4.1计算模型152

4.4.2计算结果与分析152

4.5关于L形岩柱的科学亮点分析155

4.5.1计算模型155

4.5.2计算结果对比分析156

4.6关于斜墙的科学亮点分析161

4.6.1计算模型161

4.6.2计算结果对比分析161

4.7关于岩柱及其支撑面积问题的讨论166

4.7.1岩柱支撑面积的几何划分方法及结果166

4.7.2凤凰山古洞室群1～5号洞各岩柱横截面积的确定170

4.7.3关于岩柱支撑顶板面积问题的几点看法171

4.8墙脚和柱脚的增大“设计”172

4.9柱墙相连的措施178

4.10洞口斜柱179

4.11避免或减小斜顶与底板之间的锐角问题180

4.12几点结论182

第5章 关于古人在工程地质选址、选层及施工方法的猜想183

5.1关于古人在龙游石窟地质选址、选层等方面的猜想183

5.1.1关于古人通过“工程类比法”进行石窟选址的猜想183

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184

5.1.3层位选择问题184

5.1.4洞口位置选择问题185

5.2关于施工采光问题的讨论187

5.2.1关于阳光照明可能性的讨论187

5.2.2关于火把照明可能性的讨论188

5.3分层开凿方法的采用190

5.4关于开凿方法的讨论190

5.4.1由施工采光引起的两次施工方法的猜想191

5.4.2关于开凿工具的猜想191

5.4.3关于两种开凿方法的猜想193

5.5关于凿痕图案刻凿方法的讨论197

5.5.1关于刻凿方法的猜想197

5.5.2关于分部施工方法和偏差问题198

5.5.3关于装饰图案与采石痕迹之争的讨论200

5.6关于龙游石窟排水系统建立方法的猜想202

5.6.1关于排水系统的功能分析202

5.6.2关于排水系统施工方法的猜想203

5.7工程量测问题203

5.7.1龙游石窟工程量测水平的评价203

5.7.2关于工程量测方法的猜想206

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208

6.1凤凰山古洞室群洞室围岩变形破坏情况的调查208

6.1.1围岩变形问题的调查208

6.1.2围岩裂缝的分布调查209

6.1.3围岩塌落和毁坏问题的调查219

6.1.4洞室围岩变形破坏概括225

6.2上坂村古洞室群围岩变形破坏的调查226

6.2.1各洞室顶板的变形破坏问题226

6.2.2各洞室岩柱的变形破坏问题228

6.2.3各洞室边墙的变形破坏问题231

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232

6.3.1洞室完整性定性分级标准的确定232

6.3.2各洞室完整程度的评价233

6.4长期充水对洞室保护的机理分析235

6.4.1充水情况分析235

6.4.2充水对围岩风化速度的影响237

6.4.3充水对围岩应力应变条件的改善244

6.4.4抽水顺序对相邻洞室稳定性的影响254

6.5几点看法258

第7章 岩体长期强度和流变参数反演的研究260

7.1龙游石窟古洞室群反分析的提出260

7.2关于初始地应力的基本假定261

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262

7.3.1 4号洞数值分析模型262

7.3.2剪切面几何条件的确定263

7.3.3 P4.2岩柱抗剪强度反演原理264

7.3.4反分析的初步结果265

7.4牛场古洞室群1号洞顶板和P1.1岩柱长期抗拉强度的反演267

7.4.1问题的提出267

7.4.2基本原理268

7.4.3计算模型268

7.4.4围岩力学参数269

7.4.5拉裂缝法向应力的获取269

7.4.6顶板拉应力反分析270

7.4.7 P1.1岩柱上拉应力分析272

7.5凤凰山古洞室群5号洞顶板破坏过程的反演分析274

7.5.1力学模型274

7.5.2流变断裂基本方程275

7.5.3基于正交试验设计的反演分析方法276

7.5.4流变过程及长期稳定性分析的结果277

第8章 关于龙游石窟保护问题的若干思考279

8.1研究目的279

8.2关于龙游石窟长期保护问题的战略思考280

8.3抽干洞室积水所造成的问题及原始封存的处理对策281

8.4洞口（边坡）风化和破坏问题及加固方案281

8.5洞内渗水问题及解决方法282

8.6洞室局部破坏及加固方法284

8.6.1加固原则285

8.6.2洞室相对危险区的分区方法286

8.6.3加固思路和加固方法设想291

8.7围岩风化问题及防风化措施305

8.8洞口进雨问题和透明防雨顶棚307

8.9岩柱和边墙的破坏性刻凿及禁止措施308

8.10入洞者安全保证和最佳旅游路线问题309

8.11洞室稳定程度和环境变化的预测及监测309

8.11.1预测洞室稳定程度和环境变化的必要性309

8.11.2主要监测对象和监测手段310

8.11.3关于1～5号洞监测的若干建议314

参考文献316

后记325