第1章 绪论 1
1.1 地应力概述 1
1.1.1 地应力的概念 1
1.1.2 高地应力 2
1.2 软岩及软岩隧道 4
1.2.1 软弱围岩的含义及力学特性 4
1.2.2 软弱围岩隧道 7
1.3 高地应力软岩荷载问题的研究现状 8
1.3.1 高地应力软岩荷载问题国外研究现状 8
1.3.2 高地应力软岩荷载问题国内研究进展 9
1.4 高地应力软岩隧道的荷载机制 12
1.4.1 基于原岩应力和开挖位移的高地应力软岩隧道围岩压力研究 12
1.4.2 基于开挖应力释放率模型的高地应力软岩隧道衬砌压力研究 13
第2章 地应力的分布规律 14
2.1 地应力的影响因素分析 14
2.1.1 地应力成因 14
2.1.2 地应力的主要影响因素 15
2.2 全球地应力区域构造分析 17
2.3 中国应力场分析 18
2.3.1 中国实测地应力分析 18
2.3.2 中国不同岩性地应力分析 20
2.4 青藏地区地应力分析 22
2.4.1 青藏地区地应力成因 22
2.4.2 青藏地区地应力分布 23
2.4.3 青藏地区三大岩性地应力分布规律 23
2.4.4 综合分析 27
第3章 隧道区域地应力实测与应力拓展 29
3.1 国内外研究现状 30
3.1.1 国外研究现状 30
3.1.2 国内研究现状 32
3.2 地应力测量方法 33
3.2.1 应力解除法之空腔包体应变计法 34
3.2.2 孔底应力解除法 36
3.2.3 水压致裂法 38
3.2.4 声发射法 39
3.2.5 应力恢复法 41
3.3 软岩隧道的地应力测量 42
3.3.1 天池坪隧道高地应力现场测试与分析 43
3.3.2 两水隧道地应力测试结果分析 49
3.4 宏观地应力场拓展分析 51
3.4.1 BP神经网络改进与地应力场拓展 52
3.4.2 地应力场拓展分析 55
第4章 软弱围岩隧道 61
4.1 软岩隧道的现状 61
4.2 软岩隧道的特征分析 65
4.3 软岩隧道变形演化机制 66
4.4 软岩隧道变形原因 67
4.5 高地应力软岩隧道围岩压力和围岩与支护结构相互作用 67
4.6 高地应力软岩隧道围岩压力研究中的主要理论问题 69
第5章 高地应力软岩隧道的荷载机制 71
5.1 基于原岩应力和开挖位移的高地应力软岩隧道围岩压力的研究 71
5.1.1 围岩软化“直-曲-直”模型 74
5.1.2 软化模量的概念及其物理意义 74
5.1.3 岩体应变模型 75
5.1.4 基于岩体软化“直-曲-直”模型的卡斯特耐尔扩展公式推导 75
5.1.5 弹性区围岩应力分布的理论解 77
5.1.6 塑性软化区卡斯特耐尔扩展公式推导 79
5.1.7 塑性流动区卡斯特耐尔扩展公式推导 82
5.1.8 卡斯特耐尔扩展公式广泛性分析 84
5.1.9 卡斯特耐尔扩展公式与经典卡斯特耐尔公式对比分析 85
5.2 卡斯特耐尔扩展公式实例分析与工程应用 86
5.2.1 卡斯特耐尔扩展公式应用探讨 86
5.2.2 经典实例分析 87
5.2.3 木寨岭隧道高地应力Ⅴ级软岩段应用 88
5.3 基于开挖应力释放率模型的高地应力软岩隧道衬砌压力研究 90
5.3.1 基于净空收敛曲线三阶段划分的高地应力软岩隧道衬砌压力研究 91
5.3.2 基于净空收敛曲线拟合的高地应力软岩隧道衬砌压力研究 99
5.4 高地应力软弱围岩条件下支护结构与围岩相互作用三维数值分析 106
5.4.1 关角隧道基于等效连续介质模型的三维数值分析 106
5.4.2 基于围岩参数全过程变化的木寨岭隧道Ⅴ级软岩段三维数值分析 128
参考文献 133