岩质隧道开挖面空间效应及支护优化
作者：张常光著
出版时间：2019年版
丛编项： 博士后文库
内容简介
《岩质隧道开挖面空间效应及支护优化》是作者在长安大学地质资源与地质工程博士后科研流动站做博士后研究的学术成果总结。其内容可归纳为五个一..针对一个问题（隧道支护优化设计问题），将其简化为一个模型（隧道轴对称开挖模型），采用一个理论（统一强度理论），使用一种方法（弹塑性解析法），解决一系列研究关键（围岩特征曲线、隧道开挖面空间效应、围岩自承载能力、优支护参数、结构强度理论、中间主应力效应、围岩强度参数取值方法、塑性区变形特性等）。
目录
目 录
《博士后文库》序言
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 9
1.2.1 岩石强度特性研究现状 9
1.2.2 收敛约束法研究现状 9
1.3 本书主要研究内容 14
第2章 深埋圆形岩质隧道弹一脆一塑性分析 15
2.1 基本假定 15
2.2 半径相关的塑性区弹性模量 17
2.3 围岩塑性区位移及特征曲线 19
2.3.1 塑性区弹性应变定义 20
2.3.2 围岩特征曲线 21
2.3.3 可比性分析 22
2.4 对塑性区位移解答的验证 22
2.4.1 与统一弹塑性有限元数值解比较 22
2.4.2 与广义Hoek-Brown经验强度准则解比较 24
2.5 参数影响分析 26
2.5.1 中间主应力 26
2.5.2 脆性软化 28
2.5.3 剪胀特性 29
2.5.4 塑性区弹性模量 30
2.5.5 塑性区弹性应变 35
2.6 本章小结 40
第3章 隧道开挖面空间效应的位移释放系数法 42
3.1 开挖面空间效应 42
3.2 位移释放系数及公式 44
3.3 位移释放系数比较 46
3.3.1 分类比较 46
3.3.2 开挖面空间效应比较 47
3.4 支护压力及围岩稳定变形确定 54
3.4.1 位移释放系数不同 57
3.4.2 支护施作距离不同 59
3.4.3 收敛约束要求不同 61
3.5 本章小结 62
第4章 隧道开挖面空间效应方法比较及应用 64
4.1 理论基础 64
4.2 T-N(09)支护力系数 65
4.2.1 来源及公式 65
4.2.2 空间效应实现 66
4.2.3 因素影响分析 67
4.3 V-D(09)位移释放系数 68
4.3.1 来源及公式 68
4.3.2 空间效应实现 69
4.3.3 因素影响分析 70
4.4 空间效应方法比较 70
4.4.1 定性比较 70
4.4.2 定量比较 71
4.5 收敛约束比较 72
4.6 参数影响分析 75
4.6.1 中间主应力 75
4.6.2 脆性软化 77
4.6.3 剪胀特性 79
4.6.4 塑性区弹性模量 80
4.6.5 塑性区弹性应变 83
4.7 本章小结 86
第5章 隧道围岩自承载能力诨价 87
5.1 岩体自承载系数 87
5.2 岩体缩孔自承载系数 89
5.3 岩体扩孔自承载系数 91
5.4 参数影响分析 92
5.4.1 应力状态和孔壁压力 92
5.4.2 黏聚力和内摩擦角 94
5.4.3 中间主应力和剪胀特性 96
5.5 弹脆塑性隧道围岩自承载系数 98
5.5.1 支护力和材料模型 99
5.5.2 中间主应力 101
5.5.3 脆性软化 101
5.5.4 剪胀特性 102
5.5.5 塑性区弹性模量 103
5.6 本章小结 104
第6章 软岩隧道最优支护计算及比对 106
6.1 基本理论 106
6.1.1 软岩流变控制原则 106
6.1.2 软岩稳定蠕变准则 106
6.1.3 统一强度理论 107
6.2 最优支护计算 108
6.2.1 弹塑性应力 108
6.2.2 最优支护力 109
6.2.3 允许最大位移 110
6.3 适用条件及应用步骤 111
6.3.1 适用条件 III
6.3.2 应用步骤 112
6.4 可比性分析和应用实例 113
6.4.1 可比性分析 113
6.4.2 应用实例 113
6.5 参数影响分析 114
6.5.1 中间主应力 114
6.5.2 长期强度 115
6.5.3 抗剪强度参数 116
6.6 本章小结 119
第7章 隧道结构强度理论效应与参数取值 120
7.1 常用准则的平面应变统一方程 120
7.1.1 Mohr-Coulomb准则 120
7.1.2 Tresca准则 121
7.1.3 Von Mises准则 121
7.1.4 Drucker-Prager系列准则 122
7.1.5 Mogi-Coulomb准则 123
7.1.6 广义Matsuoka-Nakai准则 123
7.1.7 广义Lade-Duncan准则 124
7.1.8 统一强度理论准则 125
7.1.9 准则的统一方程 125
7.2 隧道围岩弹塑性新解 127
7.3 可比性分析 130
7.4 参数影响分析 131
7.4.1 强度理论效应 131
7.4.2 剪胀特性 135
7.4.3 塑性区弹性应变 139
7.5 岩石强度参数取值方法 143
7.6 本章小结 147
第8章 结论和展望 149
8.1 结论 149
8.2 展望与建议 150
参考文献 152
编后记 164
