地下工程岩土变形破坏机理与控制PDF电子书下载

第1章 地下工程岩土变形破坏机理与控制研究评述 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究现状 2

1.2.1 地下工程建设对应力场和变形场影响研究 2

1.2.2 围岩断裂损伤特性研究 3

1.2.3 地下工程施工诱发地面塌陷机制研究 9

1.2.4 地下工程施工爆破对地表环境影响研究 11

1.2.5 地下工程楔形体灾害研究现状 13

1.2.6 地下工程围岩变形控制和监测技术研究 15

1.3 主要研究内容 18

第2章 地下工程建设引起的应力场及变形场变化规律研究——歌乐山轻轨1号线中梁山隧道 20

2.1 工程概况 20

2.1.1 隧道结构 20

2.1.2 地质构造 20

2.2 隧址区域概况 22

2.3 隧道区域地质环境 23

2.3.1 地形及地貌 23

2.3.2 地质构造 23

2.3.3 地层及岩性 24

2.3.4 水文地质 27

2.3.5 地震及不良地质 28

2.4 地质模型与有限元模型 28

2.4.1 歌乐山三维地质模型 28

2.4.2 中梁山隧道模型 29

2.5 计算条件 30

2.5.1 材料参数 30

2.5.2 接触关系 31

2.5.3 边界条件与荷载 31

2.5.4 水平侧压力系数 32

2.5.5 屈服准则 32

2.6 模拟结果 32

2.6.1 计算结果规定 32

2.6.2 初始地应力场 32

2.6.3 位移场分析 35

2.7 不同地质构造不同岩性敏感性分析 46

2.7.1 不同地质构造影响 46

2.7.2 不同岩性影响 52

第3章 地下工程建设引起的应力场及变形场变化规律研究——丰盛场地下工程 58

3.1 工程概况 58

3.1.1 地形地貌 58

3.1.2 地层岩性 60

3.1.3 水文地质条件 62

3.1.4 煤层分布 63

3.2 地质构造及地震 63

3.2.1 褶皱 63

3.2.2 断层 64

3.2.3 地震 65

3.3 丰盛场地表灾害概况及分析 65

3.3.1 地面塌陷 65

3.3.2 水资源漏失 65

3.4 丰盛场数值模型建立 67

3.4.1 三维几何模型的构建 68

3.4.2 地层的添加 69

3.4.3 数值模拟工况拟定 70

3.5 模拟参数的选取 75

3.6 丰盛场数值模拟结果及分析 76

3.6.1 不同埋深隧道开挖应力结果分析 76

3.6.2 不同埋深隧道开挖位移结果分析 86

3.6.3 不同埋深施工的分析 98

3.6.4 不同岩性下变形场分析 103

第4章 地下工程围岩变形与损伤特性研究 109

4.1 不同应力条件下砂岩的变形与破坏特性 109

4.1.1 试验设备与试件的制备 109

4.1.2 单轴拉伸试验 109

4.1.3 单轴压缩试验 110

4.1.4 三轴压缩试验 112

4.1.5 强度包络线 114

4.2 不同地质条件下地下工程围岩变形与损伤特性 115

4.2.1 地下工程开挖引起围岩应力重分布 115

4.2.2 基于霍克－布朗准则的地下工程开挖引起的围岩参数劣化 118

4.2.3 不同地质条件下地下工程围岩变形与损伤特性 120

4.2.4 数值计算结果分析 122

4.3 地下工程施工爆破围岩损伤分区 131

4.3.1 爆破荷载下损伤变量定义 131

4.3.2 爆破损伤作用分区 131

4.3.3 工程实例分析 134

第5章 岩溶塌陷与地裂缝的形成机制研究 135

5.1 岩溶塌陷分类及形成条件 135

5.1.1 岩溶地面塌陷的形成条件 135

5.1.2 岩溶塌陷的分类 137

5.1.3 岩溶塌陷的形成机制分类研究及其主要特征 140

5.1.4 岩溶塌陷的形态特征与规模 142

5.2 地下工程建设诱发岩溶塌陷形成机制 142

5.2.1 地下工程建设诱发岩溶塌陷模式 142

5.2.2 直接垮塌型岩溶塌陷形成机制 142

5.2.3 地下水位位置对岩溶塌陷的影响分析 152

5.2.4 地下水位位于溶洞上覆盖层土体之下 152

5.2.5 地下水位位于溶洞上覆盖层土体表面 154

5.2.6 地下水位位于溶洞上覆盖层土体之中 154

5.3 歌乐山余家湾水库岩溶塌陷算例分析 155

5.3.1 歌乐山余家湾水库岩溶塌陷概况 155

5.3.2 歌乐山余家湾水库岩溶塌陷诱发因素分析 160

5.3.3 歌乐山余家湾水库岩溶塌陷机制分析及判据计算 160

5.3.4 歌乐山余家湾水库岩溶塌陷形成过程 161

5.4 地下水降落诱发地面塌陷模型试验 162

5.4.1 试验模型设计 162

5.4.2 试验工况与仪器介绍 163

5.4.3 试验过程及结果 165

5.4.4 试验结果分析 168

5.4.5 水位差不同情况下的真空负压力实测值与计算值比较分析 171

5.5 地裂缝形成机制 172

5.5.1 重庆地区地下工程建设诱发地裂缝形成条件 172

5.5.2 地裂缝形态研究 173

5.5.3 地裂缝形成的断裂力学机制 174

第6章 隧道施工爆破对地表危岩滑坡的影响研究 178

6.1 考虑隧道施工爆破荷载的滑坡传递系数修正法 178

6.2 滑坡稳定性对隧道施工爆破响应特性 180

6.2.1 分析模型 180

6.2.2 结果分析 181

6.3 多次爆破能量下滑块位移法 181

6.3.1 滑坡振动物理模型及滑动机理 181

6.3.2 爆破地震波能量衰减分析 183

6.3.3 滑坡体振动过程能量分析 183

6.3.4 滑坡爆破振动位移与振动破坏判据 185

6.3.5 工程实例分析 186

6.4 滑塌式危岩清除爆破动力稳定性分析方法 188

6.4.1 时程法分析滑塌式危岩动稳定性原理 189

6.4.2 危岩体爆破动力的确定 190

6.4.3 工程实例分析 192

6.5 地下工程爆破对危岩稳定性的影响研究 194

6.5.1 危岩主控结构面假定及爆破荷载计算 194

6.5.2 危岩动力稳定性计算方法 194

6.5.3 工程实例分析 197

第7章 地下工程爆破振动对地表建筑物振动位移研究 200

7.1 爆破振动下等效加速度计算 200

7.2 爆破振动条件下建筑物动力特性 201

7.3 工程实例分析 202

第8章 地下工程楔形体的形成机制研究 207

8.1 地下工程楔形体形成机制 207

8.1.1 地质因素 207

8.1.2 人为因素 208

8.2 地下工程楔形体识别方法 209

8.2.1 赤平极射投影法 209

8.2.2 滑动方式的判定 210

8.2.3 算例分析 210

8.3 关键块体力学分析 211

8.3.1 力学分析 215

8.3.2 块体的运动学分析 216

8.4 算例分析 218

第9章 基于地下工程施工控制的地质环境保护技术 223

9.1 地下工程施工方法介绍 223

9.1.1 新奥法 223

9.1.2 明挖法 224

9.1.3 盾构施工 225

9.1.4 掘进机法 225

9.2 地表位移控制技术 225

9.2.1 地表下沉控制技术 225

9.2.2 围岩补强技术 225

9.2.3 超前支护技术 228

9.3 围岩变形控制技术 232

9.3.1 围岩变形控制要点 232

9.3.2 整体现浇衬砌 235

9.3.3 掌子面超前注浆加固技术 243

9.3.4 冻结法加固围岩 247

9.4 城市隧道开挖钻爆施工围岩控制爆破技术 250

9.4.1 常用的控制爆破技术 250

9.4.2 爆破控制技术原理——屏蔽原理 251

9.4.3 一种新型城市隧道爆破控制技术 252

第10章 地下工程地质环境保护监测技术 255

10.1 常见监测技术介绍 255

10.2 地下工程地质环境保护监测新技术 255

10.2.1 针入式土体分层沉降测量装置 255

10.2.2 一种塌陷监测新方法 263

参考文献 267