加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機(jī)理及工程應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　本書主要研究斷續(xù)節(jié)理巖體裂隙在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的擴(kuò)展規(guī)律和錨桿的加固及止裂增韌機(jī)理，研究節(jié)理面和巖橋的破壞過程、模式及其強(qiáng)度特性，巖錨共同作用及漸進(jìn)破壞機(jī)理，建立錨桿加固止裂的突變模型及加錨巖體的斷裂損傷本構(gòu)模型及相關(guān)的計(jì)算方法。建立了加錨斷續(xù)節(jié)理巖體穩(wěn)定性計(jì)算分析方法；提出錨桿增韌止裂機(jī)理，并建立了增韌效果評價(jià)經(jīng)驗(yàn)公式；提出了錨桿控制裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的突變模型，為評價(jià)加錨巖體穩(wěn)定性和提前采取合理加固措施提供決策依據(jù)；開發(fā)了可有效考慮錨固效應(yīng)的大型三維斷裂損傷有限元程序，并應(yīng)用于國內(nèi)多個(gè)大型水電與隧道工程中，取得顯著效果。為巖體工程穩(wěn)定性評價(jià)和布錨參數(shù)優(yōu)化提供理論依據(jù)。

書籍目錄

巖石力學(xué)與工程研究著作叢書》序《巖石力學(xué)與工程研究著作叢書》編者的話前言第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 本書研究方法和內(nèi)容1.3.1 本書的研究方法1.3.2 本書研究內(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)檢測原理2.2.2 CT試驗(yàn)可以解決的巖石力學(xué)問題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 錨固角度對錨固效果影響規(guī)律研究5.4.2 錨固位置對錨固效果影響規(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)展長度的確定6.3.1 壓剪情況下分支裂紋擴(kuò)展長度6.3.2 拉剪應(yīng)力狀態(tài)下分支裂紋擴(kuò)展長度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 開挖假定及有限元計(jì)算有關(guān)問題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)力場下?lián)p傷演化方程7.8.2 拉剪應(yīng)力場下?lián)p傷演化方程7.9 三峽右岸地下電站廠房節(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 施工開挖方案9.1.4 地下廠房支護(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 青島膠州灣隧道最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 象山港海底隧道最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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