隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 岩土工程稳定性分析研究现状 2

1.1.1 极限平衡法 2

1.1.2 滑移线（特征线）法 2

1.1.3 极限分析法 3

1.1.4 有限元法 5

1.2 隧道围岩稳定性分析研究现状 6

1.2.1 隧道围岩压力和稳定性分析 6

1.2.2 浅埋隧道模型试验研究 15

1.2.3 存在的不足 17

1.3 本书主要内容 17

第2章 极限分析基本理论 19

2.1 引言 19

2.2 基本假设 19

2.2.1 理想弹塑性假设 19

2.2.2 小变形假设 20

2.2.3 Drucker公设 20

2.3 极限分析的基本理论 22

2.3.1 屈服准则 22

2.3.2 流动法则 22

2.3.3 虚功原理和虚功率原理 24

2.3.4 极限状态应变率 26

2.3.5 极限分析上下限定理 27

2.4 关联与非关联流动法则的影响 28

第3章 刚性块体极限分析上限法 29

3.1 引言 29

3.2 岩土破坏模式的构建方法 29

3.2.1 土体内部塑性区与滑动面的关联关系 29

3.2.2 破坏模式构建方法 30

3.2.3 破坏模式的适用性探讨 31

3.3 刚性块体极限分析上限法计算流程 31

3.4 条形基础地基极限承载力算例 32

3.5 矩形隧道围岩压力计算 41

3.6 隧道掌子面纵向稳定性 45

第4章 刚体平动运动单元上限有限元法 51

4.1 引言 51

4.2 刚体平动单元与速度间断线 52

4.3 刚体平动单元上限有限元 52

4.3.1 速度间断线约束 52

4.3.2 速度边界约束 53

4.3.3 单元自重功率 53

4.3.4 速度间断线耗散能 53

4.3.5 刚体平动单元上限有限元线性规划模型 53

4.3.6 刚体平动单元上限有限元计算流程 54

4.4 刚体平动运动单元上限有限元 55

4.4.1 速度间断线约束与耗散能计算 55

4.4.2 模型网格几何约束 55

4.4.3 刚体平动运动单元上限有限元非线性规划模型 55

4.4.4 刚体平动运动单元上限有限元计算流程 56

4.5 条形基础地基极限承载力算例 57

4.6 地表超载作用下隧道稳定性分析算例 60

4.7 隧道掌子面纵向稳定性分析算例 62

第5章 塑性变形单元上限有限元法 66

5.1 引言 66

5.2 三节点三角形单元上限有限元 66

5.2.1 三节点三角形单元 66

5.2.2 莫尔-库仑屈服函数线性化 67

5.2.3 单元内部塑性流动约束 68

5.2.4 速度间断线塑性流动约束 70

5.2.5 速度边界条件 72

5.2.6 外力功率和内部耗散能 73

5.2.7 上限有限元线性规划模型 75

5.2.8 上限有限元数值计算流程 75

5.3 六节点三角形单元上限有限元 76

5.3.1 六节点三角形单元 76

5.3.2 单元内部塑性流动约束 77

5.3.3 速度间断线塑性流动约束 78

5.3.4 速度边界条件 79

5.3.5 外力功率和内部耗散能 80

5.3.6 上限有限元线性规划模型 80

5.3.7 上限有限元数值计算流程 81

5.3.8 上限有限元后处理 81

5.4 上限有限元自适应加密方法 82

5.4.1 六节点三角形单元上限有限元（不设置速度间断线） 82

5.4.2 上限有限元网格自适应加密策略 83

5.4.3 上限有限元网格自适应加密数值计算流程 84

5.5 条形基础地基极限承载力算例 84

5.6 边坡稳定性算例 92

5.7 地表超载作用下隧道稳定性算例 96

第6章 隧道稳定性上限有限元分析 101

6.1 隧道稳定性分析方法 101

6.1.1 不排水条件下隧道稳定性分析 101

6.1.2 排水条件下隧道稳定性分析 102

6.1.3 隧道稳定性的强度折减法 102

6.2 隧道稳定性分析 103

6.2.1 不排水条件下圆形隧道稳定性 103

6.2.2 排水条件下圆形隧道稳定性 115

6.2.3 隧道破坏模式和影响因素分析 134

6.3 矩形隧道围岩压力计算 135

6.4 隧道掌子面纵向稳定性 141

6.4.1 隧道掌子面支护反力计算 141

6.4.2 隧道掌子面稳定性分析 150

6.5 并行隧道稳定性分析 154

6.5.1 不排水条件下并行隧道稳定性 154

6.5.2 排水条件下并行隧道稳定性 159

6.6 偏压隧道稳定性分析 164

第7章 隧道稳定性上限有限元实例分析 171

7.1 工程概况 171

7.2 隧道洞口段塌方 172

7.3 云阳山隧道上限有限元稳定性分析 176

参考文献 183