板巖隧道施工期圍巖力學(xué)效應(yīng)研究與變形特征

目錄
第1章 緒論 1
1.1 板巖的工程性質(zhì) 1
1.2 板巖水理特性研究現(xiàn)狀 2
1.3 板巖蠕變特性研究現(xiàn)狀 3
1.4 隧道施工期圍巖力學(xué)效應(yīng)研究現(xiàn)狀 6
1.5 研究區(qū)工程及工程地質(zhì)概況 8
1.5.1 研究區(qū)工程概況 8
1.5.2 研究區(qū)工程地質(zhì)概況 8
第2章 板巖的力學(xué)特性 11
2.1 板巖單軸壓縮特性 11
2.1.1 試驗方法 11
2.1.2 試驗結(jié)果 11
2.1.3 結(jié)果分析 14
2.2 板巖三軸壓縮特性 16
2.2.1 試驗方法 16
2.2.2 試驗結(jié)果 16
2.2.3 結(jié)果分析 20
第3章 板巖的水理特性 21
3.1 板巖的微觀組構(gòu) 21
3.1.1 礦物成分和含量 21
3.1.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 23
3.2 板巖的吸水特性 23
3.2.1 試驗設(shè)備 23
3.2.2 試驗方法 23
3.2.3 計算方法 24
3.2.4 試驗結(jié)果 24
3.2.5 結(jié)果分析 25
3.3 板巖的膨脹特性 27
3.3.1 試驗設(shè)備 28
3.3.2 試驗內(nèi)容及結(jié)果分析 28
3.3.3 板巖膨脹機理 37
3.4 板巖的崩解特性 38
3.4.1 試驗設(shè)備 38
3.4.2 試樣制備 39
3.4.3 試驗方法 39
3.4.4 結(jié)果分析 39
3.4.5 板巖崩解機理 42
3.5 不同含水率條件下板巖的力學(xué)特性 43
3.5.1 板巖單軸壓縮特性 43
3.5.2 板巖三軸壓縮特性 45
3.6 板巖的水理機制 51
3.6.1 地下水在板巖中的物理狀態(tài) 51
3.6.2 板巖軟化機理 52
第4章 板巖的蠕變特性 55
4.1 板巖蠕變特性試驗 56
4.1.1 試驗過程及方法 56
4.1.2 試驗結(jié)果及分析 57
4.2 板巖蠕變本構(gòu)模型 59
4.2.1 蠕變本構(gòu)理論基礎(chǔ) 59
4.2.2 蠕變本構(gòu)模型構(gòu)建 63
4.3 水對板巖蠕變特性的影響 66
第5章 板巖隧道圍巖分級 69
5.1 板巖隧道圍巖分級方法概述 70
5.1.1 板巖的工程地質(zhì)特性 70
5.1.2 分級指標確定 70
5.2 圍巖分級方法 71
5.2.1 選擇評價指標 71
5.2.2 建立隸屬函數(shù) 72
5.2.3 確定權(quán)重值 74
5.2.4 模糊綜合評判 75
5.3 應(yīng)用實例 76
5.3.1 油坊坪隧道概況 76
5.3.2 油坊坪隧道圍巖分級 76
第6章 板巖隧道施工期圍巖力學(xué)特性數(shù)值模擬 78
6.1 板巖隧道開挖與支護數(shù)值模擬 78
6.1.1 黏彈塑性有限元模擬基本理論 78
6.1.2 ANSYS模擬隧道開挖過程實現(xiàn) 85
6.1.3 應(yīng)用實例 87
6.2 膨脹作用下板巖隧道支護結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)數(shù)值模擬 106
6.2.1 理論基礎(chǔ) 107
6.2.2 計算假定 110
6.2.3 計算模型與邊界條件 110
6.2.4 支護結(jié)構(gòu)變形響應(yīng) 113
6.2.5 支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力和應(yīng)力響應(yīng) 119
6.2.6 隧道圍巖動力響應(yīng) 130
第7章 板巖隧道施工期圍巖變形時空效應(yīng) 143
7.1 板巖隧道監(jiān)控量測 143
7.1.1 監(jiān)測內(nèi)容及測點布置 143
7.1.2 監(jiān)測斷面布置及監(jiān)測頻率 144
7.1.3 監(jiān)測儀器 144
7.1.4 隧道初期支護極限相對位移 145
7.1.5 數(shù)據(jù)處理分析方法 146
7.2 板巖隧道施工期圍巖變形特征 147
7.2.1 隧道施工的時空效應(yīng) 147
7.2.2 隧道施工期圍巖時間效應(yīng) 149
7.2.3 隧道圍巖施工期空間效應(yīng) 164
7.2.4 板巖隧道施工期圍巖變形機制 168
7.3 板巖隧道圍巖大變形控制技術(shù) 172
7.3.1 軟巖隧道支護原理 172
7.3.2 板巖隧道圍巖大變形控制方法 172
參考文獻 176