加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機(jī)理及工程應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN:9787030290526
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加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機(jī)理及工程應(yīng)用 本書(shū)特色
《加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機(jī)理及工程應(yīng)用》:巖石力學(xué)與工程研究著作叢書(shū)
加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機(jī)理及工程應(yīng)用 目錄
巖石力學(xué)與工程研究著作叢書(shū)》序《巖石力學(xué)與工程研究著作叢書(shū)》編者的話(huà)前言第1章 緒論1.1 引言1.2 概述1.2.1 節(jié)理巖體與錨桿加固理論研究現(xiàn)狀1.2.2 節(jié)理巖體裂隙擴(kuò)展研究現(xiàn)狀1.2.3 CT技術(shù)在巖石力學(xué)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀1.2.4 聲發(fā)射技術(shù)在巖石力學(xué)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀1.3 本書(shū)研究方法和內(nèi)容1.3.1 本書(shū)的研究方法1.3.2 本書(shū)研究?jī)?nèi)容參考文獻(xiàn)第2章 節(jié)理巖體裂隙擴(kuò)展的CT試驗(yàn)2.1 引言2.2 CT技術(shù)原理2.2.1 CT技術(shù)檢測(cè)原理2.2.2 CT試驗(yàn)可以解決的巖石力學(xué)問(wèn)題2.3 試驗(yàn)設(shè)備2.3.1 本試驗(yàn)的CT機(jī)配套設(shè)備簡(jiǎn)介2.3.2 CT圖像信息的提取2.4 試件的加工制作2.4.1 試件加工材料的選取2.4.2 含裂隙試件加工示意圖2.4.3 試件的測(cè)量2.4.4 試驗(yàn)方法2.5 單裂隙試件單軸壓縮的裂紋擴(kuò)展CT試驗(yàn)研究2.5.1 單裂隙試件單軸壓縮的CT試驗(yàn)2.5.2 方案一——同心圓區(qū)域CT分析2.5.3 方案二——等圓區(qū)域CT分析2.5.4 方案三——等橢圓區(qū)域CT分析2.5.5 縱向CT掃描圖像分析2.5.6 密度應(yīng)力分析2.5.7 損傷變量分析2.5.8 裂隙擴(kuò)展寬度的估算方法2.5.9 小結(jié)2.6 雙裂隙試件單軸壓縮的裂紋擴(kuò)展CT試驗(yàn)研究2.6.1 含44°雙裂隙試件單軸壓縮的CT試驗(yàn)2.6.2 方案一——同心圓區(qū)域CT分析2.6.3 方案二——等圓區(qū)域CT分析2.6.4 方案三——等橢圓區(qū)域CT分析2.6.5 縱向CT掃描圖像分析2.6.6 小結(jié)2.7 單裂隙試件三軸壓縮的裂紋擴(kuò)展CT試驗(yàn)研究2.7.1 含19°單裂隙試件三軸壓縮的CT試驗(yàn)2.7.2 方案一——同心圓區(qū)域CT分析2.7.3 方案二——等圓區(qū)域CT分析2.7.4 方案三——等橢圓區(qū)域CT分析2.7.5 縱向CT掃描圖像分析2.7.6 小結(jié)2.8 雙裂隙試件三軸壓縮的裂紋擴(kuò)展CT試驗(yàn)研究2.8.1 含36°雙裂隙試件三軸壓縮的CT試驗(yàn)2.8.2 方案一——同心圓區(qū)域CT分析2.8.3 方案二——等圓區(qū)域CT分析2.8.4 方案三——等橢圓區(qū)域CT分析2.8.5 縱向CT掃描圖像分析2.8.6 小結(jié)參考文獻(xiàn)第3章 節(jié)理巖體裂隙斷裂聲發(fā)射試驗(yàn)研究3.1 引言3.2 測(cè)試系統(tǒng)3.3 不同材料內(nèi)置裂隙擴(kuò)展及貫通規(guī)律3.3.1 試驗(yàn)材料及試樣制備3.3.2 三維裂隙的制作3.3.3 均質(zhì)材料中裂隙擴(kuò)展與貫通3.3.4 非均質(zhì)材料的擴(kuò)展特征3.3.5 小結(jié)3.4 表面裂隙擴(kuò)展模式及其斷裂機(jī)理3.4.1 試驗(yàn)研究3.4.2 試驗(yàn)結(jié)果及討論3.4.3 表面裂隙附近應(yīng)變分析3.4.4 表面裂隙擴(kuò)展的聲發(fā)射試驗(yàn)研究3.4.5 裂隙深度比對(duì)斷裂模式及強(qiáng)度的影響3.4.6 砂巖中表面裂隙擴(kuò)展破裂3.4.7 反翼裂紋產(chǎn)生的力學(xué)機(jī)理3.4.8 小結(jié)參考文獻(xiàn)第4章 拉伸狀態(tài)下節(jié)理巖體裂隙擴(kuò)展試驗(yàn)研究4.1 引言4.2 改進(jìn)的直接拉伸試驗(yàn)技術(shù)4.2.1 現(xiàn)有主要直接拉伸試驗(yàn)技術(shù)4.2.2 改進(jìn)的直接拉伸試驗(yàn)技術(shù)4.3 拉伸狀態(tài)下三維內(nèi)置裂隙擴(kuò)展試驗(yàn)研究4.3.1 試驗(yàn)材料和含裂隙試件的制備4.3.2 拉伸試驗(yàn)裝置和測(cè)試系統(tǒng)4.3.3 含裂隙試件拉伸力學(xué)和斷裂特征4.3.4 裂隙傾角對(duì)試件力學(xué)性能和斷裂特征的影響4.3.5 小結(jié)4.4 拉伸狀態(tài)下三維表面裂隙擴(kuò)展試驗(yàn)研究4.4.1 試件制作4.4.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析參考文獻(xiàn)第5章 節(jié)理巖體中錨桿加固止裂試驗(yàn)研究5.1 引言5.2 試件的加工制作5.2.1 相似材料的研制及其力學(xué)參數(shù)的測(cè)定5.2.2 錨桿材料的選擇5.2.3 模具及內(nèi)置裂隙的制作5.3 表面裂隙不同錨固方式小試件單軸壓縮試驗(yàn)研究5.3.1 預(yù)制裂隙形態(tài)及加錨方式5.3.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)及試件力學(xué)特性分析5.3.3 破壞模式及斷裂機(jī)理分析5.3.4 小結(jié)5.4 表面裂隙不同錨固方式小試件單軸拉伸試驗(yàn)研究5.4.1 錨固角度對(duì)錨固效果影響規(guī)律研究5.4.2 錨固位置對(duì)錨固效果影響規(guī)律研究5.5 節(jié)理巖體錨固效應(yīng)大試塊試驗(yàn)研究5.5.1 試驗(yàn)總體設(shè)計(jì)5.5.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析參考文獻(xiàn)第6章 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下斷續(xù)節(jié)理巖體斷裂損傷機(jī)理研究及其應(yīng)用6.1 引言6.2 裂紋起裂判據(jù)及擴(kuò)展方向6.2.1 起裂準(zhǔn)則6.2.2 裂紋擴(kuò)展方向6.3 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下加錨節(jié)理裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度的確定6.3.1 壓剪情況下分支裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度6.3.2 拉剪應(yīng)力狀態(tài)下分支裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度6.4 巖體加錨增韌模型試驗(yàn)研究6.5 裂隙巖體大型洞室群施工順序優(yōu)化研究6.5.1 洞室群所在圍巖地質(zhì)構(gòu)造概況及有關(guān)參數(shù)6.5.2 計(jì)算有關(guān)參數(shù)6.5.3 開(kāi)挖假定及有限元計(jì)算有關(guān)問(wèn)題6.5.4 洞室群施工順序優(yōu)化分析6.5.5 小結(jié)參考文獻(xiàn)第7章 加錨斷續(xù)節(jié)理巖體復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下本構(gòu)關(guān)系、損傷演化方程及工程應(yīng)用7.1 引言7.2 加錨節(jié)理面抗剪強(qiáng)度與變形特點(diǎn)7.3 節(jié)理面附近錨桿形變能及節(jié)理面形變能7.3.1 錨桿在節(jié)理裂隙面附近的形變能7.3.2 節(jié)理裂隙形變能7.4 加錨節(jié)理裂隙巖體的本構(gòu)關(guān)系7.4.1 加錨節(jié)理巖體等效模型7.4.2 分析構(gòu)元等效模型中無(wú)錨節(jié)理裂紋體的等效勁度7.4.3 分析構(gòu)元等效模型中錨桿軸向力產(chǎn)生的等效勁度7.4.4 分析構(gòu)元等效模型中錨桿的“銷(xiāo)釘”作用及裂紋體殘余能量產(chǎn)生的等效勁度7.5 加錨斷續(xù)節(jié)理巖體拉剪應(yīng)力狀態(tài)下本構(gòu)關(guān)系的研究7.5.1 加錨節(jié)理巖體節(jié)理面及錨桿變形分析7.5.2 錨桿在節(jié)理面附近聚積的形變能7.5.3 加錨節(jié)理巖體構(gòu)元等效模型7.6 斷續(xù)節(jié)理巖體拉壓剪受力狀態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系7.7 加錨損傷巖體本構(gòu)方程不同表現(xiàn)形式之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系7.8 損傷演化方程7.8.1 壓剪應(yīng)力場(chǎng)下?lián)p傷演化方程7.8.2 拉剪應(yīng)力場(chǎng)下?lián)p傷演化方程7.9 三峽右岸地下電站廠(chǎng)房節(jié)理圍巖穩(wěn)定性斷裂損傷分析7.9.1 巖體力學(xué)參數(shù)和初始地應(yīng)力7.9.2 計(jì)算范圍及工況7.9.3 計(jì)算結(jié)果7.9.4 小結(jié)參考文獻(xiàn)第8章 裂紋擴(kuò)展穩(wěn)定性及遇到分界面時(shí)穿越條件研究8.1 裂紋擴(kuò)展失穩(wěn)的突變模型8.1.1 概述8.1.2 裂紋擴(kuò)展的突變模型8.1.3 小結(jié)8.2 裂紋擴(kuò)展遇到分界面時(shí)穿越條件分析參考文獻(xiàn)第9章 工程應(yīng)用9.1 瑯砑山抽水蓄能電站地下廠(chǎng)房洞室群穩(wěn)定性分析9.1.1 工程概況和工程地質(zhì)條件9.1.2 數(shù)值計(jì)算分析相關(guān)條件9.1.3 施工開(kāi)挖方案9.1.4 地下廠(chǎng)房支護(hù)設(shè)計(jì)方案9.1.5 斷裂損傷有限元分析法的計(jì)算結(jié)果9.1.6 小結(jié)9.2 青島膠州灣隧道*小巖石覆蓋厚度的斷裂損傷分析9.2.1 引言9.2.2 計(jì)算模型9.2.3 計(jì)算參數(shù)9.2.4 計(jì)算結(jié)果9.2.5 小結(jié)9.3 象山港海底隧道*小頂板厚度的三維斷裂損傷分析9.3.1 引言9.3.2 計(jì)算目的和任務(wù)9.3.3 計(jì)算模型9.3.4 計(jì)算參數(shù)9.3.5 計(jì)算結(jié)果9.3.6 小結(jié)
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加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機(jī)理及工程應(yīng)用 節(jié)選
《加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機(jī)理及工程應(yīng)用》以水電和隧道工程中斷續(xù)節(jié)理巖體為研究背景,利用CT掃描和聲發(fā)射技術(shù)對(duì)加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機(jī)理開(kāi)展了大量的試驗(yàn)研究,在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)的理論分析和數(shù)值模擬研究。提出了斷續(xù)節(jié)理巖體裂隙擴(kuò)展的力學(xué)本構(gòu)模型、損傷演化方程和錨固止裂模型;建立了加錨三維裂隙巖體失穩(wěn)破壞的突變模型和可有效反映錨固效應(yīng)的三維加錨斷續(xù)節(jié)理巖體斷裂損傷本構(gòu)模型;開(kāi)發(fā)出適合斷續(xù)節(jié)理巖體特點(diǎn)的三維大型有限元程序,為巖體工程穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和布錨參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。其成果成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多個(gè)大型水電與隧道工程中,取得顯著效果。《加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機(jī)理及工程應(yīng)用》可供從事土木工程、水電工程、隧道工程、礦山工程等領(lǐng)域的科研人員、工程技術(shù)人員和大專(zhuān)院校師生參考使用。
加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機(jī)理及工程應(yīng)用 相關(guān)資料
插圖:從地震震源的巖石破裂機(jī)理、土木水利和礦山工程圍巖的破壞、油氣的開(kāi)采、核廢料的儲(chǔ)存隔離等無(wú)不與巖石中的裂隙擴(kuò)展密切相關(guān)。大型巖體工程施工過(guò)程中或在外載變化的情況下,往往伴隨新裂紋從原生裂隙尖端處萌生、擴(kuò)展甚至與相鄰裂隙貫通,最后導(dǎo)致整個(gè)巖體的破壞。裂隙擴(kuò)展所導(dǎo)致的巖體強(qiáng)度降低不僅影響圍巖穩(wěn)定,也會(huì)導(dǎo)致許多工程危害和自然災(zāi)害。這類(lèi)重大危害最常見(jiàn)于土木、水利和礦山工程的開(kāi)發(fā)中。許多巖土工程的失穩(wěn)破壞是由于其內(nèi)部的節(jié)理裂隙擴(kuò)展、貫通所引起的。節(jié)理裂隙的擴(kuò)展及其相互作用的研究是巖體斷裂力學(xué)的熱門(mén)研究課題,但至今沒(méi)有得到很好的解決,所以深入開(kāi)展這方面的研究具有十分重要的理論及工程意義。天然巖體在成巖過(guò)程中由于地殼的形成而賦存應(yīng)力,之后又經(jīng)歷多次地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng),使得巖體在各種物理力學(xué)效應(yīng)的顯現(xiàn)和傳播上都顯示出復(fù)雜的非連續(xù)性、非均勻性及各向異性。在研究巖石介質(zhì)中的裂隙擴(kuò)展問(wèn)題時(shí),經(jīng)典的斷裂力學(xué)理論為了數(shù)學(xué)上處理方便,對(duì)巖石這種地質(zhì)材料作了均勻體和連續(xù)體假設(shè),這為裂隙擴(kuò)展問(wèn)題的研究奠定了理論基礎(chǔ)。盡管如此,對(duì)于三維裂隙擴(kuò)展問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的解決。另外,斷裂力學(xué)理論對(duì)于處理巖石介質(zhì)中多裂隙擴(kuò)展的相互作用及其貫通問(wèn)題,也是極其困難的。壓剪應(yīng)力場(chǎng)中裂隙的起裂、擴(kuò)展和貫通是類(lèi)巖石材料所特有的且占主導(dǎo)地位的破壞形式。鑒于壓剪應(yīng)力場(chǎng)中含裂隙體的相對(duì)復(fù)雜性,分析壓剪應(yīng)力場(chǎng)中裂隙在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律具有相當(dāng)?shù)碾y度,目前也只停留在二維的試驗(yàn)和數(shù)值模擬上。