深埋引水隧洞圍巖：支護系統(tǒng)時效力學特性與長期穩(wěn)定性

目錄
第1章緒論1
1.1引言1
1.2深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)時效力學問題的研究現(xiàn)狀2
1.2.1巖石流變基本概念2
1.2.2圍巖支護結(jié)構(gòu)蠕變特性4
1.2.3工程巖體蠕變力學模型6
1.2.4水對隧洞圍巖與結(jié)構(gòu)的影響8
1.2.5隧洞圍巖與結(jié)構(gòu)性態(tài)監(jiān)測感知技術(shù)10
1.2.6圍巖損傷評價與長期穩(wěn)定性分析12
1.3本書的主要內(nèi)容13
第2章深埋引水隧洞結(jié)構(gòu)性態(tài)與檢測裝備15
2.1引言15
2.2結(jié)構(gòu)性態(tài)長期跟蹤監(jiān)測16
2.2.1圍巖變形監(jiān)測16
2.2.2錨桿應力監(jiān)測18
2.2.3襯砌應變監(jiān)測19
2.2.4圍巖滲透壓力監(jiān)測20
2.2.5襯砌破壞監(jiān)測21
2.3多元協(xié)同水下檢測系統(tǒng)22
2.3.1系統(tǒng)整體構(gòu)造22
2.3.2系統(tǒng)控制流程25
2.3.3系統(tǒng)工作原理25
2.3.4系統(tǒng)技術(shù)特性28
2.3.5模擬測試分析28
2.3.6關(guān)鍵問題討論31
第3章深埋引水隧洞開挖損傷圍巖蠕變特性測試33
3.1引言33
3.2三軸蠕變試驗34
3.2.1前期準備工作34
3.2.2試驗方案設計35
3.2.3具體測試流程38
3.3時效變形特性39
3.3.1應變-時間*線39
3.3.2蠕變變形能力40
3.4長期強度特征42
3.5時效破裂機理43
3.5.1宏觀破壞模式43
3.5.2蠕變破壞機理45
第4章深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)物理模型試驗48
4.1引言48
4.2模型試驗相似理論49
4.2.1相似模型分類49
4.2.2模型相似條件49
4.3深部硬巖相似材料研制55
4.3.1相似材料研制方法55
4.3.2相似材料配比試驗55
4.3.3相似材料物理力學參數(shù)57
4.4深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)時效物理模型試驗59
4.4.1試驗加載系統(tǒng)59
4.4.2物理模型制作59
4.4.3加載方案設計61
4.4.4監(jiān)測系統(tǒng)布置63
4.5深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)時效物理模型試驗結(jié)果分析64
4.5.1變形演化規(guī)律64
4.5.2損傷破裂過程68
4.5.3時效破壞機制73
第5章深埋引水隧洞開挖損傷圍巖時效力學模型78
5.1引言78
5.2蠕變元件組合模型理論79
5.2.1基本流變元件79
5.2.2元件組合規(guī)則81
5.2.3**元件組合模型81
5.3隧洞圍巖蠕變模型84
5.3.1考慮應力影響的改進黏彈性元件84
5.3.2考慮孔壓效應的損傷黏塑性元件86
5.3.3非線性VEPD蠕變模型構(gòu)建87
5.4蠕變模型數(shù)值實現(xiàn)91
5.4.1滲流控制方程92
5.4.2應力控制方程93
5.4.3二次開發(fā)流程95
5.5模型參數(shù)辨識與驗證96
5.5.1模型參數(shù)辨識96
5.5.2孔隙壓力對蠕變參數(shù)的影響規(guī)律98
5.5.3模型的標定與驗證99
第6章深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)長期安全評價方法102
6.1引言102
6.2隧洞圍巖開挖損傷的綜合預測方法103
6.2.1基于Q系統(tǒng)的高應力硬脆性巖體力學參數(shù)的修正估計103
6.2.2基于鉆孔壁圖像和聲波測試結(jié)果分析的Q-參數(shù)評級與調(diào)整106
6.2.3考慮巖體力學參數(shù)劣化的圍巖損傷定量評價108
6.2.4工程適用性驗證111
6.3錨桿/錨索三段式強度模型與整體破壞度指標118
6.3.1錨桿/錨索三線性模型118
6.3.2錨桿/錨索安全性評價指標122
6.4模擬砂漿錨桿系統(tǒng)力學特性的局部均一化方法123
6.4.1錨固巖體特征體單元的局部均一化124
6.4.2局部均一化方法的理論背景與數(shù)值實現(xiàn)125
6.4.3輸入?yún)?shù)的確定128
6.4.4模型驗證及工程應用130
6.5圍巖-錨桿-襯砌安全性評價指標與可靠度分析方法133
6.5.1圍巖-錨桿-襯砌安全性態(tài)綜合評價指標133
6.5.2圍巖-錨桿-襯砌協(xié)同承載的可靠度分析方法136
第7章工程應用案例143
7.1引言143
7.2錦屏二級水電站深埋引水隧洞工程概況143
7.2.1工程總體布置143
7.2.2工程區(qū)域地質(zhì)情況144
7.2.3深埋引水隧洞地應力場條件145
7.3工程區(qū)三維初始地應力場反演148
7.3.1地應力反演的基本理論與方法148
7.3.2區(qū)域地應力反演計算152
7.4隧洞施工期圍巖短期力學響應分析與驗證158
7.4.1計算模型與計算方案158
7.4.2基于CESPA的圍巖力學參數(shù)估計160
7.4.3施工開挖初期的圍巖變形損傷初步分析162
7.5隧洞運營期圍巖-支護系統(tǒng)長期力學響應預測165
7.5.1蠕變分析流程165
7.5.2計算條件與計算參數(shù)166
7.5.3長期運營過程的圍巖變形損傷演化分析168
參考文獻175