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| 編輯推薦： |
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虽然飞凤岩大型古地下采石场已经由当地农民开发旅游，但是关于蕴藏于其中的古工程科学技术亮点及涉及该大型古地下丁程的长期保护和旅游安全等问题的工程地质及岩石力学的重要课题却从未有人研究过。甚至连诸如洞室分布图等基本图件的测量工作都没有进行。针对上述问题，杨志法、郭改梅、张路青编写的《仙居飞凤岩大型古地下工程洞室群科学技术问题研究》主要研究内容包括：1飞凤岩大型古地下采石场始采年代的推测；2基本图件的测绘及洞室编号；3地质条件的分析与评价；4关于古工程科学技术的研究；5对现代学科发展的几点启示；6关于洞室的长期保护和保证旅游安全方面的建议。
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| 內容簡介： |
本书论述了一座始采于宋代的大型古地下采石场洞室群的科学技术问题。主要内容包括洞室群的地理位置、始采年代、分布及结构特点、蕴藏于其中的古人朴素的科学思想，以及古代工匠所显示出的高超的勘测、设计和施工方法。另外，本书还提及相关地质灾害防治对策等内容，并就如何开展相关科普旅游问题，提出了若干建议。
本书可供从事岩石地下工程设计、施工、科研的工程技术人员及大专院校工程地质、岩石力学、地下建筑学、采矿和旅游专业的师生参考。
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| 目錄：
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序
前言
第1章 绪论
1.1 问题的提出
1.1.1 国外大型古地下工程
1.1.2 国内大型古地下工程洞室群的发现及其特点
1.1.3 古地下工程的研究价值
1.2 飞凤岩大型古地下采石场洞室群的研究目的
1.3 关于古代地下工程问题的讨论
1.3.1 关于古代地下空间利用问题
1.3.2 关于古代以开采地下矿石为目的的生产活动的讨论
1.4 古地下工程的研究现状
1.5 本书的主要研究内容
第2章 飞凤岩大型古地下工程洞室群的结构特点及研究方法
2.1 飞凤岩大型古地下采石场的地理位置
2.2 关于古洞开挖的目的和始挖年代的考证
2.2.1 关于飞凤岩古洞开凿目的的考证
2.2.2 关于飞凤岩大型古地下采石场始采年代的考证
2.3 洞室群分布调查及洞室结构特征
2.3.1 洞室群分布调查与测绘
2.3.2 洞室群的主要尺寸及结构特征
2.3.3 洞室结构的特点
2.3.4 洞口分布及洞口反坡现象
2.4 各洞室上覆岩层厚度的确定
2.5 飞凤岩大型古地下采石场洞室群研究的方法论
2.5.1 研究目的
2.5.2 现代地下工程的开发与利用
2.5.3 关于现代地下工程研究的基本理论和方法
2.6 研究方法
第3章 飞凤岩大型古地下采石场洞室群的工程地质条件评价
3.1 气候条件
3.2 地形地貌
3.3 地质条件评价
3.3.1 区域地质条件评价
3.3.2 飞凤岩古地下采石场分布区的工程地质条件分析评价
3.3.3 水文地质条件评价
3.3.4 环境地质条件评价
第4章 蕴藏于飞凤岩古洞室群中的工程科学亮点
4.1 考虑地质结构面的洞室群布局“设计”及石板开采技术
4.1.1 关于古人采石对象的猜想
4.1.2 关于古人为何选地下采石方法的猜想
4.1.3 关于飞凤岩大型古地下采石场洞室底板高程变化不大的原因的推测
4.1.4 关于古人在采石场洞室群布局中如何处理整合面的猜想
4.1.5 从洞室群布局中揭示出的古人朴素的科学思想
4.2 石板开采工艺中的科学技术问题
4.2.1 采石板位置的选择问题
4.2.2 岩柱和边墙的预留与采石量之间的协调理念
4.2.3 符合断裂力学原理的石板开采技术
4.2.4 利用陡倾角结构面代替采石板必需的侧槽技术
4.3 关于运石出洞上船方法的猜想
4.4 柱顶弧形斜托在提高洞室稳定程度方面的作用
4.4.1 柱顶弧形斜托的几何特征及计算模型
4.4.2 计算结果的对比分析
4.5 肋形仰拱在提高洞室稳定性方面的作用
4.5.1 5号洞西区肋形仰拱的尺寸及计算模型的建立
4.5.2 12号岩柱计算结果的对比分析
4.5.3 13号岩柱计算结果的对比分析
4.5.4 肋形仰拱底板计算结果的对比分析
4.5.5 关于飞凤岩大型古地下采石场肋形仰拱作用的综合分析
4.6 平顶型洞室隔墙及水平隔板对洞室稳定性的作用
4.6.1 16-1、16-2号洞及其计算模型
4.6.2 三个模型计算结果的对比分析
4.7 关于穹形结构的特点和作用的分析
4.7.1 飞凤岩大型古地下采石场穹形结构的举例
4.7.2 数值模型
4.7.3 两模型计算结果的对比分析
4.7.4 几点结论
4.8 飞凤岩古地下采石场的废石处理方法所显示出的环保理念萌芽
4.9 对现代科学发展和工程建设的某些启示
4.9.1 对现代地下储油库设计的可能启示
4.9.2 对离壁式地下洞室设计的启示
4.9.3 加深对爆破损伤严重性的认识
4.9.4 可望利用古工程的开裂进行围岩长期强度的反演
第5章 飞凤岩大型古地下采石场洞室围岩稳定性评价
5.1 研究目的
5.2 研究方法
5.3 洞室群围岩变形破坏现状调查
5.3.1 洞室顶板变形破坏的调查
5.3.2 岩柱变形破坏调查
5.3.3 洞口的变形破坏调查
5.4 岩柱长期抗压强度反演研究
5.4.1 问题的提出
5.4.2 岩柱长期抗压强度反分析原理和方法
5.4.3 5号洞11号岩柱的反分析
5.5 飞凤岩大型古地下采石场围岩稳定性的分析与评价
5.5.1 洞顶稳定性的初步分析
5.5.2 飞凤岩大型古地下采石场洞室群稳定性评价
第6章 景区范围内的滚石与潜在滚石灾害
6.1 有关滚石及滚石灾害问题的概述
6.1.1 滚石及滚石灾害的概念
6.1.2 滚石及滚石灾害问题的研究现状
6.2 飞凤岩古洞室群景区滚石分布调查及滚石危害性分段
6.2.1 飞凤岩南坡上的滚石分布调查
6.2.2 简易公路滚石活动区沿线滚石灾害影响因素的分析
6.2.3 滚石因素中各单因素的分级及分级标准的赋值
6.2.4 简易公路段滚石问题潜在危害性分类
6.2.5 简易公路段滚石问题潜在危害性分区段
6.3 景区滚石的发生机理
第7章 关于飞凤岩大型古地下采石场景区旅游价值问题的讨论
7.1 独特的景点
7.1.1 优雅的休闲场所
7.1.2 引发遐想的奇特墙洞
7.1.3 引发童趣的娱乐活动
7.1.4 百年古寺飞凤岩寺
7.1.5 洞内塑像
7.1.6 蝙蝠洞
7.1.7 多部影视拍摄地
7.2 难得的科普旅游资源
7.2.1 以古工程科学技术为基础的科普旅游
7.2.2 以地质学知识为基础的科普旅游
7.2.3 与社会科学话题有关的科普旅游
7.3 关于推进飞凤岩景区旅游可持续发展的建议
7.3.1 与永安溪漂流相接的设想
7.3.2 关于景观式加固理念和设计方法的研究
7.3.3 关于建造北洞口通道和北坡停车场的建议
第8章 关于飞凤岩大型古地下采石场地质灾害防治对策的研究
8.1 地质灾害防治的原则
8.2 古洞室群内地质灾害的防治对策
8.2.1 洞室群内围岩变形破坏的特点
8.2.2 洞室地质灾害防治的对策
8.2.3 关于安全通道的构想
8.3 洞内监测
8.4 景区水泥公路段滚石灾害的防治对策
8.4.1 景区潜在地质灾害的分布特征
8.4.2 水泥公路段滚石灾害的防治对策
参考文献
后记
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| 內容試閱：
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第1 章 绪论
1.1 问题的提出
古代科学技术是古代文明的重要组成部分，也是推动古代社会发展的重要动力之一。我国古代的科学技术成就是伟大的。它不仅曾对中国及世界上很多其他国家的发展起到了重要推动作用，而且对现代社会科学发展也有着不容忽视的影响。在我国的古代科学技术中，四大发明对世界的贡献最大。它为世界文明的形成和发展奠定了基础。实际上，除四大发明以外，我国古代在自然科学和技术上还有许多方面都有着辉煌的成就，其中就包括本专著将要论述的主题―― 大型古地下工程及其所蕴藏的科学技术问题。李约瑟博士是世界著名的科技发展史专家。
他一直关注和研究着我国的古代科学技术及其对世界的贡献，并在其专著《中国科学技术史》中相当系统地论述了我国古代科学技术的成就和贡献［1］ 。然而，纵览全书也未发现有关我国大型古地下工程科学技术方面的论述。据作者推测，李约瑟在撰写《中国科学技术史》时在中国境内也许尚未发现大型古地下工程，或者当时的人们并没有意识到大型古地下工程本身也蕴藏着令我们惊奇不已的古代工程科学技术。
目前，国内业界有人将跨度大于或等于20m 的洞室称为大型地下工程。如果将这一标准也用到古地下工程的分类上，则可将跨度大于或等于20m 的古地下工程称之为大型古地下工程。因此，当某一个古洞室群中有一个或多个洞室（单洞）的跨度大于或等于20m 时，则不妨称之为大型古地下工程洞室群。关于这一界定，还需作两点说明：第一，为使问题简单化，在界定大型古地下工程洞室群时仅考虑洞室的跨度，而不讨论洞室长度、洞室群所占的总面积等数据；第二，在讨论大型古地下工程的跨度时，通常是指无岩柱的情形，有岩柱时则需要说明跨度是在有岩柱条件下量测得到的数据。
1.1.1 国外大型古地下工程
一般说来，每个国家都会把在本国境内发现的大型古地下工程看作该国古代文化的组成部分。对于那些珍贵无比的不可移动文物，政府往往都会投入大量资金开展有关历史价值、艺术价值、科学价值和旅游价值等方面的研究，以便系统研究其内在的价值，并为它们的长期保护提供科学依据，甚至开发为旅游景点。除我国之外，作者还发现在波兰、以色列和土耳其境内都有大型古地下工程洞室群。它们分别为波兰维利奇卡（ Wieliczka）古地下盐矿、以色列巴特古林（Bet Guvrin）大型古地下采石场以及位于土耳其伊斯坦布尔的巴斯里卡（Basilica）古地下蓄水池。
现对这三座大型古地下工程分述如下：
1.维利奇卡（Wieliczka）古地下盐矿
位于波兰境内的维利奇卡（ Wieliczka）古地下盐矿是一座开挖于中新统含盐岩层中的古地下采矿场洞室群。图1唱1 给出了因采盐矿而遗留下来的废矿井和采场洞室的分布示意图。据有关资料，该古地下盐矿始挖时间为700 年前［2 ，3］ 。因为该古地下采矿场蕴含着深厚的文化底蕴、古工程科学技术亮点及历史背景，所以深受波兰政府和人民的重视。1978 年9 月，该古地下采矿场被联合国教科文组织批准为首批世界文化与自然遗产；1994 年波兰总统亲自将其列为国家历史文物。目前该古地下采矿场已成为波兰重要的旅游资源。为了充分利用这一古地下洞室群，该旅游区将采矿遗存下来的洞室改造成为地下教堂、地下餐厅、地下健身室等（图1唱2 ~ 图1唱4） ，并吸引了一些乐队或音乐人到这一地下博物馆中举行音乐会，让音乐进入地下。作者认为，他们将文物区的保护与旅游相结合，古为今用，很有创意［2 ，3］ 。
2.巴特古林（Bet Guvrin）大型古地下采石场
位于以色列境内的巴特古林（Bet Guvrin）地下洞室群是开凿于始新世灰岩中的一座大型古地下采石场。据有关资料，该采石场始挖于1300 年前。该古洞室群中的最大单洞跨度（无岩柱）为40m 。洞室为穹形结构，也有人称之为钟形结构（图1唱5） 。值得一提的是，从结构力学的角度看，这种结构对洞室的稳定极为有利。这也许就是其逾千年而保存下来的重要原因之一。由于该洞室群具有重要的科学价值及深厚的文化底蕴，所以以色列政府将之开发为国家考古博物馆。据相关报道，这一古洞室群每年接待约20 万游客。由此带来的经济价值对于人口很少的以色列来说是相当可观的，其社会价值更不必说了［4 ，5］ 。
3.巴斯里卡（Basilica）古地下蓄水池
位于土耳其伊斯坦布尔的巴斯里卡（Basilica）古地下蓄水池，修建于公元532年。该古地下蓄水池高9m ，长140m ，跨度达到70m ，但有336 根岩柱密集地支撑着洞室顶板，以保证其稳定。在该古地下工程中，每根岩柱表面都有优美的雕刻（图1唱6） ，令人瞩目。目前，巴斯里卡古地下蓄水池已经成为伊斯坦布尔重要的旅游胜地［6 ，7］ 。
1.1.2 国内大型古地下工程洞室群的发现及其特点
直到20 世纪90 年代，我国才出现有关大型古地下工程的报道及研究。1992年以来，在我国的浙江、安徽两省陆续发现了九座大型古地下工程洞室群［8］ 。它们分别为龙游石窟（包括凤凰山龙游石窟、上坂村古洞室群和翠光岩古洞室群等） 、天台黑洞古地下采石场洞室群、黄岩蟠龙洞古地下采石场、宁海伍山石窟古地下采石场、宁波尚化山古地下采石场洞室群、温岭长屿洞天、三门蛇蟠岛大型古地下采石场、安徽花山谜窟古地下采石场以及本专著将要讨论的仙居飞凤岩大型古地下采石场洞室群。这九座大型古地下洞室群的分布见图1唱7 。图1唱8 ~ 图1唱10 给出了上述九个大型古地下工程洞室群中的龙游石窟、天台黑洞大型古地下采石场洞室群和三门蛇蟠岛大型古地下洞室群等三个洞室的照片。
对于上述大型古地下工程洞室群，还需做以下说明：第一，龙游石窟、伍山石窟是旅游部门为旅游需要而起的名字。据有关文献［9］ ，石窟是与佛教有关的石窟寺的简称。但到目前为止，尚未证实龙游石窟与佛教有关，而伍山石窟则已被确定为地下采石场。这就说这两座大型古地下工程的名字并非特别合适，但由于两者都已被推向旅游市场，所以仍建议继续沿用其原来的名字，以免影响旅游。第二，经过对目前所掌握资料的分析，上述9 座大型古地下工程洞室群中只有龙游石窟的建造目的至今尚不能确定，其余8 座大型古地下工程洞室群都是大型古地下采石场。第三，作为本专著的研究对象―― 飞凤岩大型古地下采石场（也可称之为飞凤岩大型古地下工程）原名为石仓洞，但为了增加其旅游价值，作者认为采用该古洞室群所在山体的名字――― 飞凤岩作为它的新名较为合适。
经初步考察发现，包括飞凤岩大型古地下采石场在内的上述大型古地下工程洞室群具有如下特点：
（1） 它们都是由古人手工开挖和刻凿而成的大型古地下工程洞室群，而非自然形成的洞穴。
（2） 除尚化山古地下采石场洞室群有多个由古人人工加垒的块石柱外，其余8座大型古地下工程洞室群都无任何外加支护结构。
（3） 它们的始挖年代距今长达几百年，有的甚至上千年。还需指出，虽然龙游凤凰山石窟洞室群的始挖年代未定（有专家将之推到2000 年前的西汉，甚至更早的春秋战国时代；但也有专家则持反对意见） ，但上述黑洞古地下采石场的始采年代已被作者论证为距今约1400 年的隋代或更早。
（4） 它们的规模都很大。从跨度角度看，各座大型古地下工程洞室群基本上都有一个或多个单洞的跨度大于或等于20m 。其中黑洞大型古地下工程洞室群5号洞的跨度达到80m 。这是迄今为止世界上古代和现代地下工程中跨度最大的；从洞室群的分布面积看，多数大型古地下工程洞室群的面积都很大，其中飞凤岩古地下采石场洞洞相连着的分布面积约达30000m2 ；从洞室群中洞室的数量看，长洞天大型古地下采石场洞室群的洞室数量最多，达1314 个。
（5） 洞室群的布局和空间结构较为复杂。第一，它们或为独立单洞的群聚，或为洞洞相连的庞大群体；第二，洞室内大多预留有一根或多根岩柱，但也有无岩柱的；第三，它们的顶板多采用斜顶、平顶或穹顶等形式的结构；第四，洞室群中部分为多层结构。
（6） 这些大型古地下工程洞室群基本上都是傍水而建，这主要是为了方便运输，包括运送所采的石材。
综上所述，我国的大型古地下工程洞室群具有规模宏大、结构复杂、历史悠久、保存较完整等特点。作者相信，拥有这些特点的我国大型古地下洞室群之所以能维持几百年甚至上千年的稳定，是因为古人运用他们的聪明才智，在漫长的工程实
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