結(jié)構(gòu)面及深部高應(yīng)力影響下隧道破裂過(guò)程及機(jī)理
定 價(jià):68 元
- 作者:紅 著,賈蓬,王 口述
- 出版時(shí)間:2018/9/1
- ISBN:9787502478797
- 出 版 社:冶金工業(yè)出版社
- 中圖法分類(lèi):U455.4
- 頁(yè)碼:161
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16開(kāi)
《結(jié)構(gòu)面及深部高應(yīng)力影響下隧道破裂過(guò)程及機(jī)理》系統(tǒng)敘述了作者在淺部結(jié)構(gòu)面控制型和深部應(yīng)力控制型隧道破裂機(jī)制方面的研究成果。
《結(jié)構(gòu)面及深部高應(yīng)力影響下隧道破裂過(guò)程及機(jī)理》共分為8章,主要內(nèi)容包括RFPA數(shù)值方法在隧道穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用、層狀巖體隧道破裂機(jī)制、節(jié)理巖體隧道的破壞機(jī)理、隱含斷層對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響、深部隧道典型破裂模式的發(fā)生機(jī)制、深部隧道圍巖分區(qū)破裂機(jī)制和影響因素等。
《結(jié)構(gòu)面及深部高應(yīng)力影響下隧道破裂過(guò)程及機(jī)理》可供巖石力學(xué)與工程、隧道與地下工程、工程力學(xué)、采礦工程等相關(guān)領(lǐng)域的科研人員、高校研究生和本科生參考。
《結(jié)構(gòu)面及深部高應(yīng)力影響下隧道破裂過(guò)程及機(jī)理》提供的數(shù)值試驗(yàn)思路和方法也可為巖石力學(xué)、隧道與地下工程等相關(guān)課程開(kāi)展數(shù)值試驗(yàn)教學(xué)提供思路。
由于工程巖體被各種結(jié)構(gòu)面所切割,使得工程巖體的性質(zhì)具有明顯的不均勻性。在淺部圍巖中開(kāi)挖隧道時(shí),圍巖的穩(wěn)定性往往受到結(jié)構(gòu)面控制,常常出現(xiàn)隧道大變形、支護(hù)破壞,甚至隧道整體失穩(wěn)破壞。而近20年來(lái),隨著包括我國(guó)在內(nèi)的世界許多國(guó)家的鐵路(公路)隧道、水利水電、采礦及重要的國(guó)防工程等開(kāi)挖深度越來(lái)越深,其圍巖的力學(xué)行為表現(xiàn)出較淺部圍巖諸多顯著不同的力學(xué)特點(diǎn),工程災(zāi)害也更加明顯。由于工程巖體及深部地應(yīng)力場(chǎng)的復(fù)雜性,充分認(rèn)識(shí)并了解隧道開(kāi)挖后的力學(xué)響應(yīng)及圍巖的破裂機(jī)理,是巖石力學(xué)與工程研究的重要內(nèi)容之一,對(duì)于圍巖穩(wěn)定性控制具有重要意義。
由于工程巖體表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非均質(zhì)性、各向異性和非連續(xù)性,在深部條件下地應(yīng)力具有各向異性特征,采用解析的方法顯然已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足圍巖穩(wěn)定性分析的需要,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和相似材料模擬試驗(yàn)已成為研究圍巖穩(wěn)定性及其破裂機(jī)制的重要手段。然而其不足之處在于,這些方法多數(shù)只能給出最終結(jié)果,而無(wú)法進(jìn)行破壞過(guò)程及演化機(jī)理的分析,從而使許多理論與工程分析停留在“結(jié)果分析”上。盡管物理模型試驗(yàn)是工程結(jié)構(gòu)破壞的主要研究手段之一,但物理模型試驗(yàn)成本高、周期長(zhǎng),且模型參數(shù)難以在有限個(gè)物理模型中調(diào)整,因此大大限制丁物理模型試驗(yàn)在隧道穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用。更大的困難還在于,許多地質(zhì)和工程誘發(fā)的災(zāi)害難以在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行物理模型試驗(yàn)研究。盡管?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者在圍巖穩(wěn)定性方面已經(jīng)做了大量的工作,但是由于地下工程的復(fù)雜性,對(duì)于圍巖的破壞機(jī)理至今并沒(méi)有完全認(rèn)識(shí)清楚,尤其是對(duì)受結(jié)構(gòu)面影響的隧道漸進(jìn)性破壞規(guī)律以及深部復(fù)雜三向應(yīng)力下圍巖的破裂演化過(guò)程及破裂機(jī)理的認(rèn)識(shí)仍然比較模糊。隨著高速計(jì)算技術(shù)和數(shù)值計(jì)算方法的快速發(fā)展,采用數(shù)值試驗(yàn)方法開(kāi)展隧道的破裂過(guò)程分析,對(duì)于深入認(rèn)識(shí)隧道的破裂機(jī)制不失為一種有效的方法和手段。
賈蓬,工學(xué)博士,東北大學(xué)副教授,碩士生導(dǎo)師。兼任中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)青年委員會(huì)委員,中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)東北分會(huì)理事,遼寧省土木建筑學(xué)會(huì)抗震防災(zāi)分會(huì)理事。沈陽(yáng)市高層次拔尖人才。主要從事隧道與地下工程穩(wěn)定性、深部三向高應(yīng)力下工程巖體力學(xué)行為,深部隧道圍巖災(zāi)害孕育機(jī)理及穩(wěn)定性控制等方面的研究工作。
先后主持和參加國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、教育部中央高校基金項(xiàng)目、國(guó)家博士后科學(xué)基金及其特別資助項(xiàng)目、遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目以及企業(yè)合作科研項(xiàng)目多項(xiàng)。曾獲中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、吉林省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、遼寧省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果二等獎(jiǎng)等。在Tunnelling and Underground Space Technology,Theoretical and Applied Fracture Mechanics等國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文40余篇。
王述紅,工學(xué)博士,教授,博士生導(dǎo)師。兼任國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)中國(guó)國(guó)家小組成員、中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)理事、亞洲開(kāi)發(fā)銀行和世界銀行等國(guó)際機(jī)構(gòu)城市基礎(chǔ)設(shè)施咨詢(xún)專(zhuān)家、遼寧省國(guó)土廳礦產(chǎn)方案評(píng)審專(zhuān)家等。主要研究方向?yàn)榉沁B續(xù)巖體力學(xué)與工程災(zāi)害、地下空間與工程、市政基礎(chǔ)設(shè)施、信息巖土、生態(tài)巖土,在非連續(xù)巖體表征、工程擾動(dòng)損傷及其災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等形成相對(duì)穩(wěn)定的研究方向。
主持和承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金地區(qū)重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)、面上項(xiàng)目3項(xiàng)、國(guó)際合作研究基金3項(xiàng)、國(guó)際合作交流項(xiàng)目5項(xiàng)、省部級(jí)基金項(xiàng)目3項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題3項(xiàng)等縱向科研課題等20多項(xiàng),參加國(guó)家“973計(jì)劃”、“863計(jì)劃”、國(guó)家基金項(xiàng)目10多項(xiàng)、大型企業(yè)合作研發(fā)類(lèi)項(xiàng)目20項(xiàng)。作為首申請(qǐng)人獲16項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利和2項(xiàng)國(guó)家版權(quán)登記,在Structure Engineering and Mechanics,Rock Mechanics and Rock Engineering,International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences等國(guó)內(nèi)外強(qiáng)刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文上200余篇。參加完成的成果曾獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng),省部級(jí)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)5項(xiàng),省部級(jí)自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
1 緒論
1.1 隧道圍巖穩(wěn)定性的主要影響因素
1.2 結(jié)構(gòu)面對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響
1.2.1 結(jié)構(gòu)面及其分級(jí)
1.2.2 圍巖的結(jié)構(gòu)特征及失穩(wěn)破壞類(lèi)型
1.2.3 圍巖結(jié)構(gòu)面研究綜述
1.3 深部高地應(yīng)力對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響
1.3.1 深部巖體的力學(xué)行為
1.3.2 深部圍巖分區(qū)破裂的研究現(xiàn)狀
1.4 隧道圍巖穩(wěn)定性的研究方法
1.5 本書(shū)的主要內(nèi)容
2 RFPA數(shù)值方法在隧道穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用
2.1 RFPA真實(shí)破壞過(guò)程分析方法
2.1.1 RFPA簡(jiǎn)介
2.1.2 RFPA方法的特點(diǎn)
2.1.3 巖石材料非均勻性的物理統(tǒng)計(jì)描述方法
2.1.4 巖土本構(gòu)關(guān)系的細(xì)觀統(tǒng)計(jì)損傷模型
2.2 RFPA強(qiáng)度折減法
2.2.1 RFPA強(qiáng)度折減法與傳統(tǒng)有限元強(qiáng)度折減法的區(qū)別
2.2.2 RFPA強(qiáng)度折減法模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)照
2.3 RFPA3D并行計(jì)算方法
3 層狀巖體隧道破裂機(jī)制
3.1 概述
3.2 層狀頂板破壞機(jī)理
3.2.1 數(shù)值模型及參數(shù)選取
3.2.2 層狀頂板變形破壞特征
3.2.3 不同側(cè)壓下層狀頂板破壞機(jī)理
3.2.4 不同厚跨比層狀頂板的破壞機(jī)理
3.3 傾角對(duì)傾斜層狀巖體隧道穩(wěn)定性的影響
3.3.1 數(shù)值模型及參數(shù)選取
3.3.2 不同傾角結(jié)構(gòu)面隧道變形破壞特征
3.3.3 不同傾角結(jié)構(gòu)面隧道典型部位位移與應(yīng)力分析
3.4 側(cè)壓比對(duì)傾斜層狀巖體隧道破壞模式的影響
3.4.1 數(shù)值模型的建立
3.4.2 側(cè)壓比對(duì)隧道破壞模式的影響
3.4.3 側(cè)壓比對(duì)隧道位移的影響
3.4.4 側(cè)壓比對(duì)隧道安全儲(chǔ)備的影響
3.5 垂直板裂結(jié)構(gòu)巖體中隧道破壞失穩(wěn)機(jī)制研究
3.5.1 概述
3.5.2 垂直板裂結(jié)構(gòu)巖體隧道破壞機(jī)制
4 節(jié)理巖體隧道的破壞機(jī)理
4.1 概述
4.2 交叉節(jié)理巖體隧道穩(wěn)定性
4.2.1 數(shù)值模型的建立
4.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析
4.3 節(jié)理貫通程度對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響
4.3.1 數(shù)值模型的建立
4.3.2 模擬結(jié)果分析與討論
4.4 地應(yīng)力對(duì)節(jié)理巖體隧道變形特征的影響
4.4.1 數(shù)值模型的建立
4.4.2 數(shù)值模擬結(jié)果與討論
5 隱含斷層對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響