岩石拉压蠕变特性研究及其在大型地下工程中的应用PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 研究背景及研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 岩石拉、压蠕变特性研究现状 2

1.2.2 地下大空间洞室施工控制研究现状 9

1.3 主要研究内容 14

1.4 技术路线 15

2 岩石拉、压蠕变特性室内试验 28

2.1 引言 28

2.2 岩石直接拉伸试验装置的设计与加工 28

2.2.1 岩石直接拉伸连接装置 29

2.2.2 简易岩石直接拉伸试验仪 29

2.2.3 岩石挂重型直接拉伸蠕变试验仪 30

2.3 试样采集与加工 31

2.4 岩石基本力学特性试验 31

2.4.1 岩石单轴拉伸力学特性试验 31

2.4.2 岩石单轴压缩力学特性试验 34

2.4.3 岩石三轴压缩力学特性试验 39

2.5 岩石单轴直接拉伸蠕变特性试验 44

2.5.1 试验方法概述 44

2.5.2 试验结果分析 46

2.5.3 破坏特征分析 52

2.6 岩石压缩蠕变特性试验 53

2.6.1 试验概述 53

2.6.2 单轴压缩蠕变试验结果分析 54

2.6.3 三轴压缩蠕变试验结果分析 55

2.6.4 蠕变破坏特征分析 59

2.7 本章小结 61

3 岩石拉、压蠕变本构模型及其参数辨析 63

3.1 引言 63

3.2 线性蠕变模型 64

3.2.1 线性元件基本力学特性 64

3.2.2 岩石典型线性蠕变模型 65

3.2.3 岩石线性黏弹性蠕变模型对比分析 67

3.3 岩石非线性蠕变本构模型研究 74

3.3.1 岩石非线性蠕变模型建立的方法 74

3.3.2 岩石非线性拉压蠕变模型 76

3.4 岩石非线性拉、压蠕变模型参数识别及对比分析 83

3.4.1 改进西原模型 83

3.4.2 参数识别及对比分析 84

3.5 岩石非线性拉、压蠕变模型在其他岩石中的应用 90

3.6 本章小结 92

4 非线性黏弹塑性蠕变模型在FLAC3D软件中的集成与验证 94

4.1 引言 94

4.2 岩石非线性蠕变本构有限差分形式 94

4.3 岩石非线性蠕变本构模型FLAC3D软件集成 97

4.3.1 FLAC3D软件集成环境概述 97

4.3.2 非线性黏弹塑性蠕变模型FLAC3D软件集成概要 98

4.4 岩石非线性蠕变模型验证 100

4.4.1 试验验证 100

4.4.2 隧道工程实例验证 103

4.4.3 边坡工程实例验证 105

4.5 本章小结 113

5 考虑蠕变特性的地下大空间洞室开挖施工方案优化计算 115

5.1 引言 115

5.2 工程简介 115

5.2.1 工程概况 115

5.2.2 地质概况 116

5.3 数值计算模型参数及开挖方案 117

5.3.1 数值计算模型 117

5.3.2 数值计算参数选取 118

5.3.3 施工方案 120

5.4 施工方案优化计算结果 126

5.4.1 围岩蠕变特性分析 126

5.4.2 围岩应力场分布规律 130

5.4.3 支护结构受力特征分析 134

5.4.4 洞周塑性区分布特征分析 138

5.5 本章小结 141

6 考虑蠕变特性的地下大空间洞室施工控制 142

6.1 引言 142

6.2 数值计算模型及参数选取 142

6.2.1 计算模型 142

6.2.2 计算参数选取 143

6.3 洞室围岩蠕变特性及支护结构受力分析 144

6.3.1 围岩蠕变特性分析 144

6.3.2 支护结构受力分析 148

6.3.3 塑性区分布特征 154

6.3.4 施工控制 155

6.4 本章小结 156

7 主要结论及展望 157

7.1 主要结论 157

7.2 后续研究工作的展望 158