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穿越斷層區隧道工程地壓特征及新型支護理論

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作者:彭金詠
出版社:科學出版社出版時間:2024-06-01
開本: B5 頁數: 374
本類榜單:建筑銷量榜
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穿越斷層區隧道工程地壓特征及新型支護理論 版權信息

穿越斷層區隧道工程地壓特征及新型支護理論 內容簡介

本書系統地闡述穿越斷層帶隧道建設復雜理論和關鍵技術,綜合反映作者在該領域的科研成果。核心內容:1)適用于層狀異性介質、半無限體及復合平面、斷層帶非線性變形等問題的DDM理論和數值方法、任意構造應力場優化反演方法;2)裂隙巖體剪脹變形的力學成因及其體積應變的計算方法;3)基于統一本構模型和一維柱狀結構,構建裂隙巖體非線性變形的多元件組合模型及解析方法、各向異性裂隙巖體三維非線性應力應變關系的模擬方法;4)通過構建變形模量球坐標,融合一維柱狀結構與概率分布評價方法,建立斷層帶裂隙巖體各向異性特征的定量評價方法;5)斷層帶巖體開挖擾動位移的局部化特性;6)支護結構強度和變形綜合優化的支護理論體系。

穿越斷層區隧道工程地壓特征及新型支護理論 目錄

目錄前言第1章 緒論11.1 概述11.2 國內外研究現狀21.2.1 國內工程實踐及施工技術水平21.2.2 斷層對地應力場的影響研究現狀31.2.3 初始地應力場反演研究現狀61.2.4 節理巖體變形研究現狀111.2.5 支護理論與方法研究現狀131.2.6 數值方法的研究及其應用現狀151.3 主要內容17第2章 斷層區域地應力狀態202.1 概述202.2 地應力的成因及其影響因素212.3 斷層模型概述242.3.1 法向變形模型242.3.2 切向變形模型262.3.3 剪切強度272.4 斷層周邊應力場分布規律的DDM分析282.4.1 計算模型282.4.2 斷層附近應力方向292.4.3 斷層附近應力大小302.4.4 受載后斷層附近位移分布312.4.5 斷層應力與變形322.4.6 斷層影響范圍322.5 斷層力學參數的影響342.5.1 斷層剛度342.5.2 斷層尺寸352.5.3 斷層內摩擦角362.6 斷層影響范圍的影響因素分析372.6.1 計算模型372.6.2 斷層傾角對影響范圍的影響372.6.3 斷層內摩擦角對影響范圍的影響382.6.4 斷層黏聚力對影響范圍的影響392.7 線性與非線性斷層模型比較412.7.1 計算模型412.7.2 斷層附近應力場比較422.7.3 斷層附近位移場比較432.7.4 斷層應力比較432.7.5 斷層變形比較432.7.6 斷層影響范圍比較442.8 小結45第3章 斷層發育區地應力場的DDM建模與反演463.1 概述463.2 半平面非連續介質問題力學方法473.2.1 含不連續面有限層彈性半平面問題描述473.2.2 層狀彈性半平面問題的DDM基本解483.2.3 復合半平面問題的DDM基本解573.2.4 黏彈性介質充填裂隙問題的DDM基本解583.3 DDM及其在地應力場模擬中的應用613.3.1 DDM原理及其基本方程613.3.2 DDM高精度化探討633.3.3 三維DDM基本理論653.4 斷層破碎帶巖體非線性特性及其DDM建模693.4.1 斷層的流變本構關系693.4.2 斷層帶非線性變形特性703.5 復雜構造應力場的DDM實用計算方法713.5.1 基于有限實測值的地應力場DDM反演713.5.2 基于斷層產狀參數和線性規劃法的地應力場DDM反演733.6 實例分析743.6.1 基于有限實測值的三維初始應力場DDM模擬743.6.2 基于斷層產狀參數的三維初始應力場DDM模擬823.7 小結84第4章 斷層破碎帶巖體變形特性及其評價854.1 斷層破碎帶巖體結構特征及其等效疊加模型854.1.1 巖體結構特征854.1.2 巖體結構等效疊加模型874.2 斷層破碎帶巖體變形特性884.2.1 研究現狀分析884.2.2 巖體變形特性884.3 應力-應變關系特點及其一般化本構模型1134.3.1 裂隙對巖體彈性模量、泊松比與剪切模量的影響1134.3.2 裂隙巖體的彈性柔度矩陣1154.3.3 裂隙巖體的彈性本構方程1184.3.4 裂隙巖體的彈塑性本構方程1194.3.5 模型中參數的確定1204.4 斷層區巖體各向異性特征的評價方法1224.4.1 理論基礎及研究現狀1224.4.2 裂隙巖體變形特性一維柱狀結構模型的構建1284.4.3 斷層帶裂隙巖體變形方向特性判定方法的構建1354.5 工程實例分析1394.6 小結143第5章 斷層破碎帶巖體剪脹機理及其評價1455.1 概述1455.2 裂隙演化階段及體積應變狀態1475.3 非貫通節理斷裂擴展及其孔隙性擴容1495.3.1 規則排列非貫通節理斷裂擴展及其孔隙性擴容1495.3.2 隨機分布非貫通節理斷裂擴展及其孔隙性擴容1515.3.3 非規則排列交互貫通裂隙巖體剪脹特性1585.4 裂隙巖體壓剪擴容的DDM數值方法1605.4.1 基礎理論1605.4.2 基于DDM計算結果的體積應變計算1695.4.3 裂隙巖體壓剪擴容DDM程序實現1705.4.4 DDM數值方法適用性檢驗1705.5 基于巖塊變形模量及裂隙面剛度特性的剪脹預測1735.6 小結176第6章 開挖卸載條件下斷層破碎帶巖體變形及宏觀位移特性1776.1 概述1776.2 開挖卸載擾動特性及變形位移的局部化1786.3 擾動位移影響因素及其敏感性分析1806.3.1 隧道與破碎帶夾角的影響1806.3.2 破碎帶與兩側巖體彈性模量比的影響1856.3.3 水平側壓系數的影響1906.4 工程開挖卸載條件下裂隙巖體擴容處理2036.4.1 裂隙巖體加卸載體積應變DDM處理方法2046.4.2 DDM的應用拓展2046.4.3 案例計算2056.4.4 無限域內局部開挖卸載問題2066.4.5 卸載條件下裂隙巖體體積增大問題2086.5 小結210第7章 斷層構造區圍巖地壓特性及其合理支護方式2117.1 地壓特征及其影響因素分析2117.1.1 **地壓理論及其合理性2117.1.2 基于三維數值方法的地壓特征*線建立2167.1.3 地質因素對地壓特征*線的影響2197.1.4 隧道圍巖及支護結構卸載位移特性2227.1.5 應力釋放與支護時間優化2267.2 斷層帶隧道合理支護方式及其穩定性2277.2.1 隧道支護方式2277.2.2 典型支護方式比較2287.3 穿越斷裂帶隧道施工工藝的*優化及應用2337.3.1 傳統圍巖與支護共同作用理論及適用性2337.3.2 基于支護結構強度和變形綜合優化的支護理論及施工工藝2367.4 小結242第8章 穿越斷層帶隧道穩定性及其災變預控2448.1 概述2448.2 基于支護結構強度及位移的隧道施工預控方法2448.3 基于現場監測及線性規劃法的優化反演方法2458.3.1 優化反演的基本理論2458.3.2 優化反演程序流程2478.4 斷層帶隧道開挖擾動特性及其工藝優化2478.4.1 數值模型的建立2498.4.2 隧道不同開挖方法數值模擬結果2518.4.3 不同開挖方法比選分析2618.5 斷層區隧道結構地震響應特性及減振技術2728.5.1 工程概況及數值建模2728.5.2 不同支護的模型參數2758.5.3 計算工況2778.5.4 不同支護計算結果比較2788.6 斷層區隧道開挖巖體加固方式及其作用機理2908.6.1 斷層帶巖體合理加固方式及其作用效果2908.6.2 預應力加固錨桿長度的影響2958.7 小結298第9章 實例應用2999.1 概述2999.2 應用案例1——基于現場監測及線性規劃法的優化反演3029.2.1 工程及地質概況3029.2.2 反饋分析FEM數值模型3029.2.3 監測數據的選擇3029.2.4 1—1斷面(4#機組斷面)反演結果3039.2.5 各期開挖穩定性預測3099.3 應用案例2——南灣隧道3169.3.1 地層巖性3169.3.2 地質構造3169.3.3 圍巖穩定性數值模擬分析3189.3.4 監控量測分析3269.3.5 隧道開挖3319.3.6 初期支護3329.3.7 注漿施工與控制措施3339.4 小結339第10章 結論341參考文獻344
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