炭質頁巖隧道大變形特性

目錄
第1章 緒論 1
1.1 隧道圍巖大變形問題 1
1.2 隧道圍巖大變形研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 隧道圍巖大變形定義 2
1.2.2 隧道圍巖大變形分級 4
1.2.3 隧道圍巖大變形機理 6
1.2.4 隧道圍巖大變形支護 7
1.3 本書內(nèi)容 10
第2章 炭質頁巖大變形隧道的區(qū)域地應力 12
2.1 地應力場回歸原理 13
2.1.1 回歸模型 13
2.1.2 回歸系數(shù) 14
2.1.3 回歸效果 15
2.2 地應力場回歸實例 16
2.2.1 實測地應力 17
2.2.2 回歸地應力 17
2.2.3 應力場特征 23
2.3 本章小結 24
第3章 炭質頁巖隧道大變形的成因機制 25
3.1 軟巖概念 25
3.1.1 地質軟巖 25
3.1.2 工程軟巖 26
3.2 軟巖變形力學機制 26
3.2.1 物化膨脹型 27
3.2.2 應力擴容型 29
3.2.3 結構變形型 31
3.3 圍巖大變形分類 31
3.3.1 松動大變形 31
3.3.2 膨脹大變形 32
3.3.3 擠壓大變形 32
3.3.4 流變大變形 34
3.4 炭質頁巖大變形機制 35
3.4.1 工程物理特性 35
3.4.2 物理力學特性 38
3.4.3 大變形影響因素 43
3.4.4 大變形機理 45
3.5 本章小結 46
第4章 炭質頁巖大變形隧道支護體系與開挖方法 48
4.1 支護與圍巖相互作用 48
4.1.1 噴射混凝土支護特征曲線 49
4.1.2 錨桿支護特征曲線 50
4.1.3 鋼拱架支護特征曲線 51
4.1.4 組合支護與圍巖相互作用 51
4.2 數(shù)值分析模型 52
4.2.1 模型邊界 52
4.2.2 模型參數(shù) 53
4.2.3 分析工況 54
4.3 大變形隧道支護體系優(yōu)化 55
4.3.1 不同邊墻曲率 55
4.3.2 不同噴射混凝土厚度 61
4.3.3 不同鋼拱架剛度 68
4.3.4 不同鋼拱架間距 75
4.3.5 不同錨桿布設形式 81
4.3.6 不同超前加固長度 89
4.4 大變形隧道開挖方式優(yōu)化 95
4.4.1 不同開挖支護方法 95
4.4.2 不同臺階長度 100
4.4.3 不同開挖進尺 106
4.5 施工工藝及現(xiàn)場試驗 111
4.5.1 施工工藝 111
4.5.2 現(xiàn)場試驗 126
4.6 本章小結 134
第5章 炭質頁巖隧道大變形現(xiàn)場監(jiān)測 136
5.1 監(jiān)測方案 136
5.1.1 監(jiān)測目的 136
5.1.2 監(jiān)測內(nèi)容 136
5.1.3 監(jiān)測頻率 138
5.1.4 監(jiān)測元件 139
5.2 監(jiān)測結果 139
5.2.1 洞周變形 139
5.2.2 圍巖壓力 143
5.2.3 鋼拱架內(nèi)力 144
5.2.4 錨桿軸力 146
5.2.5 接觸壓力 149
5.2.6 二次襯砌內(nèi)力 151
5.2.7 圍巖松動圈 152
5.3 大變形特征 154
5.4 本章小結 155
第6章 炭質頁巖大變形隧道施工安全控制標準 157
6.1 現(xiàn)有標準 157
6.1.1 國外標準 157
6.1.2 國內(nèi)標準 158
6.2 極限位移與位移速率控制標準 159
6.2.1 允許極限位移基準 159
6.2.2 允許位移速率基準 164
6.3 預留變形量控制標準 170
6.4 支護時機選擇 171
6.4.1 圍巖蠕變與支護時機 171
6.4.2 支護時機 178
6.5 本章小結 183
第7章 炭質頁巖非線性黏彈塑性蠕變模型 184
7.1 巖石流變與蠕變 184
7.2 巖石蠕變模型 185
7.2.1 經(jīng)驗蠕變模型 186
7.2.2 組合蠕變模型 186
7.3 非線性黏彈塑性蠕變模型 193
7.3.1 非線性黏彈塑性蠕變本構 193
7.3.2 本構模型的二次開發(fā)程序 198
7.3.3 模型驗證 202
7.4 本章小結 205
第8章 支護結構劣化損傷與圍巖蠕變下的隧道安全 206
8.1 錨桿銹斷模擬 209
8.1.1 錨桿模型 209
8.1.2 銹蝕力學模型 211
8.1.3 斷裂力學模型 214
8.1.4 模型驗證 215
8.2 鋼拱架銹蝕模擬 219
8.2.1 銹蝕特征 219
8.2.2 銹蝕力學模型 222
8.2.3 模型論證 224
8.3 襯砌混凝土損傷模擬 231
8.3.1 混凝土損傷理論 231
8.3.2 混凝土統(tǒng)計損傷本構理論 233
8.3.3 混凝土統(tǒng)計損傷本構模型 237
8.4 炭質頁巖大變形隧道安全 243
8.5 本章小結 251
參考文獻 252
附錄 257