深埋硬岩隧洞动态设计方法PDF电子书下载

1绪论 1

1.1研究意义 1

1.2锦屏二级水电站深埋引水隧洞和排水洞 2

1.2.1工程总体布置 2

1.2.2地质条件 4

1.2.3施工情况 10

1.2.4主要工程问题 11

1.2.5需要研究解决的问题 13

1.3研究现状 15

1.3.1地应力场的识别 15

1.3.2硬岩变形破坏机理试验研究 18

1.3.3硬岩力学模型研究进展 24

1.3.4硬岩强度准则研究进展 27

1.3.5深埋隧洞（道）稳定性分析与设计方法 34

1.4主要研究思路和内容 47

2深埋硬岩隧洞动态设计方法 52

2.1引言 52

2.2岩石力学分析方法与岩石工程设计流程 52

2.2.1岩石力学分析方法 52

2.2.2岩石工程设计流程图 53

2.3深埋硬岩隧洞的动态设计方法 57

2.3.1深埋硬岩隧洞设计目标 57

2.3.2场地、岩体和工程特征与约束条件识别 59

2.3.3深埋硬岩隧洞全局设计方法策略建立 61

2.3.4深埋硬岩隧洞分析设计方法和软件确定 63

2.3.5深埋硬岩隧洞初步设计建立 64

2.3.6深埋硬岩隧洞集成模型与反馈分析 64

2.3.7深埋硬岩隧洞最终设计与验证 65

2.4深埋硬岩隧洞设计技术审查方法 65

2.4.1地应力场分析技术审查方法 65

2.4.2岩石力学试验技术审查方法 67

2.4.3深埋工程开挖过程现场原位综合观测试验技术审查方法 69

2.4.4深埋硬岩隧洞数值分析技术审查方法 70

3强烈构造背景区深埋长隧洞沿线地应力场分布规律识别方法 73

3.1引言 73

3.2具有强烈构造背景的深埋穿山隧洞沿线地应力场分析方法 74

3.2.1基于构造地质、地形地貌分析的宏观地应力分析方法 75

3.2.2基于多技术手段多源信息的局部地应力集成分析方法 75

3.3锦屏二级水电站引水隧洞工程区地应力场宏观分布规律分析 85

3.3.1工程区地质构造特征 85

3.3.2工程区构造运动特征 88

3.3.3工程区构造应力场的方向 89

3.3.4地形对锦屏二级水电站引水隧洞沿线地应力场分布的影响 90

3.3.5引水隧洞沿线地应力场的类型 95

3.4锦屏二级水电站引水隧洞沿线局部洞段的地应力分析 96

3.4.1锦屏二级水电站地质探洞和辅助洞的地应力测试成果分析 97

3.4.2基于地应力测试成果的三维回归分析 100

3.4.3基于现场围岩破坏和测试数据的地应力大小和方向分析 106

3.5锦屏二级水电站隧洞沿线典型洞段地应力的验证 117

3.5.1引水隧洞、辅助洞和施工排水洞横剖面 117

3.5.2连接支洞和施工支洞横剖面 127

3.5.3验证结果 132

3.6地应力场分析技术审查 134

3.7小结 136

4高应力强卸荷下硬岩变形破坏机制及其力学模型 139

4.1引言 139

4.2高应力下硬岩加卸荷试验研究方法 140

4.2.1硬岩三轴循环加卸轴压试验方法 140

4.2.2硬岩三轴围压卸荷试验方法 145

4.2.3硬岩真三轴加卸荷试验方法 147

4.2.4硬岩加卸荷试验与力学模型研究思路 151

4.3深埋大理岩加、卸荷变形和破坏规律 152

4.3.1深埋大理岩典型变形破坏特征 152

4.3.2深埋硬岩强度特性 169

4.3.3深埋大理岩力学参数演化规律 177

4.4深埋大理岩围压卸荷下变形破坏机制 196

4.4.1卸荷速率控制机制 196

4.4.2卸荷初始损伤控制机制 206

4.4.3卸荷路径控制机制 214

4.4.4卸荷试验研究的工程指导意义 219

4.5硬岩强度准则 224

4.5.1不同应力路径下硬岩强度共性特征 224

4.5.2广义多轴应变能准则基本理论 225

4.5.3广义多轴应变能强度准则验证 229

4.5.4 GPSE强度准则Mohr参数表示形式 233

4.5.5关于GPSE准则的一些讨论 234

4.6硬岩弹塑性硬化软化模型 235

4.6.1屈服准则、塑性势函数及加卸载条件 236

4.6.2硬化-软化规律 237

4.6.3 GPSEdshs本构模型的数值实现 242

4.6.4 GPSEdshs本构模型验证 246

4.7三轴压缩加卸载试验技术审查 254

4.8小结与讨论 261

5深部围岩裂化过程的原位综合观测试验 264

5.1引言 264

5.2深埋硬岩隧洞围岩裂化过程原位综合观测试验方法 264

5.2.1基本原则和思想 264

5.2.2围岩变形测试方法 265

5.2.3岩体裂隙演化规律原位观测方法 267

5.2.4岩体弹性波测试方法 269

5.2.5围岩破裂声发射测试 271

5.2.6深埋硬岩隧洞围岩裂化过程原位综合观测试验方法 272

5.3深埋硬岩隧洞开挖围岩裂化过程的原位综合观测试验 274

5.3.1试验洞群工程地质条件和基本情况 274

5.3.2原位试验方案与监测设施布置 276

5.4深埋硬岩隧洞裂化过程原位综合观测试验结果与分析 279

5.4.1 TBM掘进隧洞原位综合观测试验结果与分析 279

5.4.2钻爆法施工隧洞原位测试结果与分析 288

5.5现场原位综合观测试验技术审查 293

5.6深埋硬岩隧洞围岩裂化过程机制分析 296

5.6.1开挖损伤区大小影响因素与规律 296

5.6.2开挖损伤区形成演化与施工的关系 298

5.6.3深埋硬岩隧洞裂化过程的长期时效特征分析 304

5.6.4深部岩体岩芯饼化特征 305

5.6.5深埋硬岩隧洞裂化过程机制分析及总体认识 310

6深埋硬岩隧洞（道）稳定性分析与支护设计方法 312

6.1引言 312

6.2深埋硬岩隧洞（道）围岩裂化过程和程度分析与评价方法 315

6.2.1深埋硬岩隧洞（道）围岩稳定性数值模拟方法 315

6.2.2破坏接近度（FAI）的基本理论及应用方法 318

6.2.3基于松动圈-位移增量的高地应力地下工程岩体力学参数智能反演方法 330

6.3深埋硬岩隧洞（道）破坏模式分类及调控策略 332

6.3.1深埋硬岩隧洞（道）破坏模式分类原则 332

6.3.2深埋硬岩隧洞（道）破坏模式分类 333

6.3.3典型破坏模式的发生机理 334

6.3.4典型破坏模式的调控策略 347

6.4深埋硬岩隧洞（道）锚杆支护设计方法 349

6.4.1研究思路 350

6.4.2砂浆锚杆的加固机理分析 351

6.4.3锚杆-围岩复合结构体的力学参数确定方法 354

6.4.4砂浆锚杆加固效果的数值模拟方法 358

6.4.5永久锚杆支护设计 359

6.4.6锚杆参数对围岩稳定性的影响 368

6.5深埋硬岩隧洞衬砌支护设计方法 375

6.5.1衬砌模拟方法 376

6.5.2深埋硬岩隧洞运行期衬砌安全性分析方法 378

6.6锦屏二级水电站引水隧洞施工前围岩稳定性分析、预测与控制 381

6.6.1施工前岩体力学参数反演 381

6.6.2施工前隧洞最小安全间距分析 401

6.6.3施工前典型洞段围岩稳定性分析与预测 406

6.6.4施工前典型洞段支护参数优化 415

6.6.5引水隧洞衬砌结构安全性分析与评价 420

6.7深埋隧洞围岩稳定性分析与支护设计优化技术审查 432

6.8小结 435

7深埋硬岩隧洞围岩稳定性动态反馈分析、预测与调控方法 437

7.1引言 437

7.2深埋硬岩隧洞围岩稳定性的动态反馈分析、预测与调控方法 437

7.3锦屏二级水电站引水隧洞施工期典型洞段围岩稳定性动态反馈分析、预测及调控 442

7.3.1施工期典型洞段地质条件推测 444

7.3.2施工期典型洞段地应力及岩体力学参数 445

7.3.3相邻隧洞围岩的稳定性 448

7.3.4待开挖洞段围岩稳定性分析与预测 450

7.3.5待开挖洞段可能的破坏模式及支护控制建议 455

7.3.6典型洞段推测地质条件与实际揭露情况对比 458

7.3.7典型洞段开挖后揭露的围岩稳定性与预测结果的对比 459

7.3.8典型洞段开挖后实际实施支护控制效果评价 469

7.3.9典型洞段开挖后地应力及岩体力学参数的复核 473

7.4锦屏二级水电站引水隧洞围岩稳定问题现场动态调控的典型案例 474

7.4.1引（4）13+800洞段断面北侧边墙围岩稳定性动态调控 474

7.4.2 TBM施工隧洞不良地质段围岩变形问题分析及调控 485

7.4.3 TBM恢复洞对4#隧洞围岩稳定性的影响及调控 499

7.5锦屏二级水电站深埋隧洞围岩稳定性动态反馈分析与调控的总体效果 510

7.6深埋隧洞围岩动态反馈分析与设计优化技术审查 515

7.7小结与讨论 518

参考文献 520