加錨斷續(xù)節(jié)理巖體破壞機理及工程應用

巖石力學與工程研究著作叢書》序
《巖石力學與工程研究著作叢書》編者的話
前言
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 概述
1.2.1 節(jié)理巖體與錨桿加固理論研究現(xiàn)狀
1.2.2 節(jié)理巖體裂隙擴展研究現(xiàn)狀
1.2.3 CT技術在巖石力學中的應用研究現(xiàn)狀
1.2.4 聲發(fā)射技術在巖石力學中的應用研究現(xiàn)狀
1.3 本書研究方法和內(nèi)容
1.3.1 本書的研究方法
1.3.2 本書研究內(nèi)容
參考文獻
第2章 節(jié)理巖體裂隙擴展的CT試驗
2.1 引言
2.2 CT技術原理
2.2.1 CT技術檢測原理
2.2.2 CT試驗可以解決的巖石力學問題
2.3 試驗設備
2.3.1 本試驗的CT機配套設備簡介
2.3.2 CT圖像信息的提取
2.4 試件的加工制作
2.4.1 試件加工材料的選取
2.4.2 含裂隙試件加工示意圖
2.4.3 試件的測量
2.4.4 試驗方法
2.5 單裂隙試件單軸壓縮的裂紋擴展CT試驗研究
2.5.1 單裂隙試件單軸壓縮的CT試驗
2.5.2 方案一——同心圓區(qū)域CT分析
2.5.3 方案二——等圓區(qū)域CT分析
2.5.4 方案三——等橢圓區(qū)域CT分析
2.5.5 縱向CT掃描圖像分析
2.5.6 密度應力分析
2.5.7 損傷變量分析
2.5.8 裂隙擴展寬度的估算方法
2.5.9 小結
2.6 雙裂隙試件單軸壓縮的裂紋擴展CT試驗研究
2.6.1 含44°雙裂隙試件單軸壓縮的CT試驗
2.6.2 方案一——同心圓區(qū)域CT分析
2.6.3 方案二——等圓區(qū)域CT分析
2.6.4 方案三——等橢圓區(qū)域CT分析
2.6.5 縱向CT掃描圖像分析
2.6.6 小結
2.7 單裂隙試件三軸壓縮的裂紋擴展CT試驗研究
2.7.1 含19°單裂隙試件三軸壓縮的CT試驗
2.7.2 方案一——同心圓區(qū)域CT分析
2.7.3 方案二——等圓區(qū)域CT分析
2.7.4 方案三——等橢圓區(qū)域CT分析
2.7.5 縱向CT掃描圖像分析
2.7.6 小結
2.8 雙裂隙試件三軸壓縮的裂紋擴展CT試驗研究
2.8.1 含36°雙裂隙試件三軸壓縮的CT試驗
2.8.2 方案一——同心圓區(qū)域CT分析
2.8.3 方案二——等圓區(qū)域CT分析
2.8.4 方案三——等橢圓區(qū)域CT分析
2.8.5 縱向CT掃描圖像分析
2.8.6 小結
參考文獻
第3章 節(jié)理巖體裂隙斷裂聲發(fā)射試驗研究
3.1 引言
3.2 測試系統(tǒng)
3.3 不同材料內(nèi)置裂隙擴展及貫通規(guī)律
3.3.1 試驗材料及試樣制備
3.3.2 三維裂隙的制作
3.3.3 均質(zhì)材料中裂隙擴展與貫通
3.3.4 非均質(zhì)材料的擴展特征
3.3.5 小結
3.4 表面裂隙擴展模式及其斷裂機理
3.4.1 試驗研究
3.4.2 試驗結果及討論
3.4.3 表面裂隙附近應變分析
3.4.4 表面裂隙擴展的聲發(fā)射試驗研究
3.4.5 裂隙深度比對斷裂模式及強度的影響
3.4.6 砂巖中表面裂隙擴展破裂
3.4.7 反翼裂紋產(chǎn)生的力學機理
3.4.8 小結
參考文獻
第4章 拉伸狀態(tài)下節(jié)理巖體裂隙擴展試驗研究
4.1 引言
4.2 改進的直接拉伸試驗技術
4.2.1 現(xiàn)有主要直接拉伸試驗技術
4.2.2 改進的直接拉伸試驗技術
4.3 拉伸狀態(tài)下三維內(nèi)置裂隙擴展試驗研究
4.3.1 試驗材料和含裂隙試件的制備
4.3.2 拉伸試驗裝置和測試系統(tǒng)
4.3.3 含裂隙試件拉伸力學和斷裂特征
4.3.4 裂隙傾角對試件力學性能和斷裂特征的影響
4.3.5 小結
4.4 拉伸狀態(tài)下三維表面裂隙擴展試驗研究
4.4.1 試件制作
4.4.2 試驗結果及分析
參考文獻
第5章 節(jié)理巖體中錨桿加固止裂試驗研究
5.1 引言
5.2 試件的加工制作
5.2.1 相似材料的研制及其力學參數(shù)的測定
5.2.2 錨桿材料的選擇
5.2.3 模具及內(nèi)置裂隙的制作
5.3 表面裂隙不同錨固方式小試件單軸壓縮試驗研究
5.3.1 預制裂隙形態(tài)及加錨方式
5.3.2 應力-應變曲線及試件力學特性分析
5.3.3 破壞模式及斷裂機理分析
5.3.4 小結
5.4 表面裂隙不同錨固方式小試件單軸拉伸試驗研究
5.4.1 錨固角度對錨固效果影響規(guī)律研究
5.4.2 錨固位置對錨固效果影響規(guī)律研究
5.5 節(jié)理巖體錨固效應大試塊試驗研究
5.5.1 試驗總體設計
5.5.2 試驗結果及分析
參考文獻
第6章 復雜應力狀態(tài)下斷續(xù)節(jié)理巖體斷裂損傷機理研究及其應用
6.1 引言
6.2 裂紋起裂判據(jù)及擴展方向
6.2.1 起裂準則
6.2.2 裂紋擴展方向
6.3 復雜應力狀態(tài)下加錨節(jié)理裂紋擴展長度的確定
6.3.1 壓剪情況下分支裂紋擴展長度
6.3.2 拉剪應力狀態(tài)下分支裂紋擴展長度
6.4 巖體加錨增韌模型試驗研究
6.5 裂隙巖體大型洞室群施工順序優(yōu)化研究
6.5.1 洞室群所在圍巖地質(zhì)構造概況及有關參數(shù)
6.5.2 計算有關參數(shù)
6.5.3 開挖假定及有限元計算有關問題
6.5.4 洞室群施工順序優(yōu)化分析
6.5.5 小結
參考文獻
第7章 加錨斷續(xù)節(jié)理巖體復雜應力狀態(tài)下本構關系、損傷演化方程及工程應用
7.1 引言
7.2 加錨節(jié)理面抗剪強度與變形特點
7.3 節(jié)理面附近錨桿形變能及節(jié)理面形變能
7.3.1 錨桿在節(jié)理裂隙面附近的形變能
7.3.2 節(jié)理裂隙形變能
7.4 加錨節(jié)理裂隙巖體的本構關系
7.4.1 加錨節(jié)理巖體等效模型
7.4.2 分析構元等效模型中無錨節(jié)理裂紋體的等效勁度
7.4.3 分析構元等效模型中錨桿軸向力產(chǎn)生的等效勁度
7.4.4 分析構元等效模型中錨桿的“銷釘”作用及裂紋體殘余能量產(chǎn)生的等效勁度
7.5 加錨斷續(xù)節(jié)理巖體拉剪應力狀態(tài)下本構關系的研究
7.5.1 加錨節(jié)理巖體節(jié)理面及錨桿變形分析
7.5.2 錨桿在節(jié)理面附近聚積的形變能
7.5.3 加錨節(jié)理巖體構元等效模型
7.6 斷續(xù)節(jié)理巖體拉壓剪受力狀態(tài)下的本構關系
7.7 加錨損傷巖體本構方程不同表現(xiàn)形式之間的轉換關系
7.8 損傷演化方程
7.8.1 壓剪應力場下?lián)p傷演化方程
7.8.2 拉剪應力場下?lián)p傷演化方程
7.9 三峽右岸地下電站廠房節(jié)理圍巖穩(wěn)定性斷裂損傷分析
7.9.1 巖體力學參數(shù)和初始地應力
7.9.2 計算范圍及工況
7.9.3 計算結果
7.9.4 小結
參考文獻
第8章 裂紋擴展穩(wěn)定性及遇到分界面時穿越條件研究
8.1 裂紋擴展失穩(wěn)的突變模型
8.1.1 概述
8.1.2 裂紋擴展的突變模型
8.1.3 小結
8.2 裂紋擴展遇到分界面時穿越條件分析
參考文獻
第9章 工程應用
9.1 瑯砑山抽水蓄能電站地下廠房洞室群穩(wěn)定性分析
9.1.1 工程概況和工程地質(zhì)條件
9.1.2 數(shù)值計算分析相關條件
9.1.3 施工開挖方案
9.1.4 地下廠房支護設計方案
9.1.5 斷裂損傷有限元分析法的計算結果
9.1.6 小結
9.2 青島膠州灣隧道最小巖石覆蓋厚度的斷裂損傷分析
9.2.1 引言
9.2.2 計算模型
9.2.3 計算參數(shù)
9.2.4 計算結果
9.2.5 小結
9.3 象山港海底隧道最小頂板厚度的三維斷裂損傷分析
9.3.1 引言
9.3.2 計算目的和任務
9.3.3 計算模型
9.3.4 計算參數(shù)
9.3.5 計算結果
9.3.6 小結