1绪论 1
1.1围岩载荷理论研究进展 2
1.1.1自然平衡拱理论 2
1.1.2太沙基理论 2
1.1.3弹性介质学说 3
1.1.4塑性介质学说 4
1.1.5松动裂隙学说 4
1.1.6弹塑性介质学说 5
1.1.7岩体波速分类学说 6
1.1.8破碎区图示学说 6
1.1.9不连续区学说 6
1.1.10松动圈巷道支护理论 7
1.1.11围岩载荷理论的评述 9
1.2压力拱及其特性的研究进展 10
1.2.1压力拱承载结构理论的提出 10
1.2.2压力拱的概念与特征 10
1.2.3压力拱的判断依据 13
1.2.4围岩成拱特性研究进展 14
2大跨度地下岩石工程压力拱研究 18
2.1问题的提出 18
2.2数值分析模型 19
2.2.1模型尺寸及其参数 19
2.2.2边界条件及载荷模式 20
2.2.3模拟试验安排 20
2.2.4数值模拟的具体步骤 21
2.3均质模型模拟结果及分析 21
2.3.1压力拱的确定 21
2.3.2模拟结果分析 26
2.3.3压力拱厚度的回归方程 28
2.4有节理模型模拟结果及分析 29
2.4.1单组节理的分析 29
2.4.2两组节理的分析 30
2.4.3三组节理的分析 35
2.4.4节理组数对压力拱形状影响的比较 39
2.5本章小结 39
3节理围岩成拱特性研究 41
3.1问题的提出 41
3.2数值分析模型和参数 42
3.3硬岩和软岩节理围岩中压力拱的比较 43
3.3.1硬岩中围岩压力拱分析 44
3.3.2软岩中围岩压力拱分析 45
3.4单组节理对压力拱的影响 49
3.4.1节理间距对压力拱的影响 49
3.4.2节理倾角对压力拱的影响 49
3.5两组节理对压力拱的影响 51
3.5.1节理间距对压力拱的影响 51
3.5.2节理倾角对压力拱的影响 51
3.5.3节理参数对压力拱的影响 51
3.6侧压系数对压力拱的影响 54
3.6.1单组节理下侧压系数对压力拱的影响 54
3.6.2两组节理下侧压系数对压力拱的影响 57
3.7跨度对压力拱的影响 60
3.7.1单组节理围岩中跨度对压力拱的影响 60
3.7.2两组节理围岩中跨度对压力拱的影响 61
3.8断面形状对压力拱的影响 62
3.8.1单组节理围岩中断面形状对压力拱的影响 62
3.8.2两组节理围岩中断面形状对压力拱的影响 65
3.9压力拱和围岩的变形关系的研究 67
3.9.1单组节理围岩中压力拱对围岩变形的影响 67
3.9.2两组节理围岩中压力拱对围岩变形的影响 70
3.9.3压力拱内边界与围岩变形的关系 72
3.10本章小结 73
4双隧道围岩压力拱研究与应用 75
4.1问题的提出 75
4.2数值分析模型 76
4.2.1数值模型与参数 76
4.2.2模拟试验安排 77
4.2.3数据提取路径 78
4.3双隧道围岩应力规律分析 79
4.3.1埋深变化时围岩应力的变化分析 79
4.3.2中心间距变化时围岩应力的变化分析 80
4.3.3埋深变化时地面沉降位移的变化分析 82
4.4双隧道合理布置位置的分析 83
4.4.1合理埋深和中心间距的概念 83
4.4.2双隧道合理埋深的分析 84
4.4.3双隧道合理中心间距的分析 85
4.5用压力拱确定地下硐室群合理间距的应用 86
4.5.1工程概况 86
4.5.2数值分析模型的建立 86
4.5.3数值模拟分析方法 87
4.5.4模拟得到的压力拱的分析 88
4.5.5模拟结果分析 89
4.6本章小结 92
5煤矿常见断面锚喷巷道压力拱特性及稳定性研究 94
5.1问题的提出 94
5.2数值模型和参数 94
5.2.1基本假定 94
5.2.2数值模型与模拟方案 95
5.2.3应力提取路径 98
5.3常见断面下压力拱变化规律分析 98
5.3.1矩形巷道压力拱变化规律分析 98
5.3.2梯形巷道压力拱变化规律分析 102
5.3.3直墙拱形巷道压力拱变化规律分析 102
5.3.4圆形巷道压力拱变化规律分析 109
5.4常见断面下锚杆提高围岩承载力分析 109
5.5常见断面下锚固压缩拱与压力拱关系分析 114
5.5.1常见断面下的锚固压缩拱 114
5.5.2常见断面下压缩拱和压力拱的关系 119
5.6本章小结 123
6采场围岩压力拱演化研究与应用 125
6.1问题的提出 125
6.2数值模拟过程 127
6.2.1数值分析方法的选取 127
6.2.2基本假定 127
6.2.3屈服准则的选取 127
6.2.4采矿工程数值模型的建立 128
6.2.5模拟安排 129
6.3数值模拟结果分析 129
6.3.1工作面走向围岩压力拱成拱系数变化规律 129
6.3.2工作面倾向围岩压力拱成拱系数变化规律 130
6.4采矿岩石压力拱演化规律分析 132
6.4.1工作面走向围岩压力拱演化规律分析 133
6.4.2工作面倾向围岩压力拱演化规律分析 134
6.5采场压力拱空间形态变化规律 135
6.6采矿岩石压力拱影响因素分析 135
6.6.1数值模型的建立及求解 136
6.6.2模型建立及数据提取路径 137
6.6.3数值模拟结果分析 137
6.7压力拱演化规律在冲击地压问题中的应用 147
6.7.1问题的提出 147
6.7.2采场数值模型模拟分析 148
6.7.3工作面开采前后采场应力位移场分析 151
6.7.4工作面开采过程中围岩压力拱演化规律分析 154
6.7.5二水平轨道大巷压力拱和松动圈的模拟分析 157
6.7.6二水平轨道大巷冲击地压危险区域划分 159
6.8本章小结 159
7城市深基坑压力拱成拱特性研究 161
7.1问题的提出 161
7.2数值分析模型 163
7.2.1数值模型与参数 163
7.2.2模型的数据提取路径 164
7.3深基坑成拱特性分析 165
7.4深基坑压力拱的相关因素分析 172
7.4.1正交模型试验方案 173
7.4.2影响压力拱厚度的因素分析 173
7.4.3影响卸压区深度的因素分析 175
7.5深基坑成拱规律的回归分析 177
7.5.1影响压力拱厚度因素回归分析 177
7.5.2影响卸压区深度因素回归分析 177
7.6本章小结 178
参考文献 180