深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)時效力學特性與長期穩(wěn)定性
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- 作者：李邵軍等
- 出版時間：2024/11/1
- ISBN：9787030797247
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：TV672
- 頁碼：190
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：16
本書系統(tǒng)介紹作者近年來在深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)時效力學特性與長期穩(wěn)定性方面取得的研究成果。依托目前世界上規(guī)模最大、埋深最大的水工隧洞——錦屏二級水電站深埋引水隧洞的工程背景進行研究，主要研究內容包括深埋引水隧洞結構性態(tài)原位監(jiān)測方法、深埋引水隧洞開挖損傷圍巖蠕變特性測試分析方法、深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)物理模型試驗技術、深埋引水隧洞開挖損傷圍巖時效力學模型、深埋引水隧洞長期穩(wěn)定性安全評價方法等，以及上述理論方法在錦屏二級水電站深埋引水隧洞中的應用。本書關于深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)長期穩(wěn)定性評價的學術思想可供其他類型巖石工程設計和穩(wěn)定性分析參考與借鑒。本書部分插圖附彩圖二維碼，掃碼可見。
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1993年9月考入中國地質大學，1997年獲勘察工程學士學位，同年保送本校地質工程專業(yè)碩士研究生，2000年獲碩士學位，2002年9月考入中國科學院武漢巖土力學研究所，2005年獲巖土工程博士學位2000年以來一直在中國科學院武漢巖土力學研究所就職，2007年、2008年先后兩次在英國University of Dundee進行為期近1年的國際學術合作研究。研究理論和技術直接應用于我國一帶一路工程、多個大型水利水電、交通和金屬礦山工程，如川藏鐵路、錦屏二級、白鶴灘、龍灘、糯扎渡等水電工程、福寧高速公路、滬蓉西高速公路、三峽庫區(qū)邊坡、大渡河流域梯級水電站以及紅透山銅礦資源開采工程，助力目前世界上埋深最大的中國錦屏地下實驗室建設，為工程建設和運行期的穩(wěn)定性分析和災害防控提供了支撐。現任《Rock Mechanics and Rock Engineering》、《巖土力學》編委、國際巖石力學學會深部地下實驗室委員會委員、中國巖石力學與工程學會巖土程信息技術與應用分會副理事長。
目錄
第1章緒論1
1.1引言1
1.2深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)時效力學問題的研究現狀2
1.2.1巖石流變基本概念2
1.2.2圍巖支護結構蠕變特性4
1.2.3工程巖體蠕變力學模型6
1.2.4水對隧洞圍巖與結構的影響8
1.2.5隧洞圍巖與結構性態(tài)監(jiān)測感知技術10
1.2.6圍巖損傷評價與長期穩(wěn)定性分析12
1.3本書的主要內容13
第2章深埋引水隧洞結構性態(tài)與檢測裝備15
2.1引言15
2.2結構性態(tài)長期跟蹤監(jiān)測16
2.2.1圍巖變形監(jiān)測16
2.2.2錨桿應力監(jiān)測18
2.2.3襯砌應變監(jiān)測19
2.2.4圍巖滲透壓力監(jiān)測20
2.2.5襯砌破壞監(jiān)測21
2.3多元協(xié)同水下檢測系統(tǒng)22
2.3.1系統(tǒng)整體構造22
2.3.2系統(tǒng)控制流程25
2.3.3系統(tǒng)工作原理25
2.3.4系統(tǒng)技術特性28
2.3.5模擬測試分析28
2.3.6關鍵問題討論31
第3章深埋引水隧洞開挖損傷圍巖蠕變特性測試33
3.1引言33
3.2三軸蠕變試驗34
3.2.1前期準備工作34
3.2.2試驗方案設計35
3.2.3具體測試流程38
3.3時效變形特性39
3.3.1應變-時間曲線39
3.3.2蠕變變形能力40
3.4長期強度特征42
3.5時效破裂機理43
3.5.1宏觀破壞模式43
3.5.2蠕變破壞機理45
第4章深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)物理模型試驗48
4.1引言48
4.2模型試驗相似理論49
4.2.1相似模型分類49
4.2.2模型相似條件49
4.3深部硬巖相似材料研制55
4.3.1相似材料研制方法55
4.3.2相似材料配比試驗55
4.3.3相似材料物理力學參數57
4.4深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)時效物理模型試驗59
4.4.1試驗加載系統(tǒng)59
4.4.2物理模型制作59
4.4.3加載方案設計61
4.4.4監(jiān)測系統(tǒng)布置63
4.5深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)時效物理模型試驗結果分析64
4.5.1變形演化規(guī)律64
4.5.2損傷破裂過程68
4.5.3時效破壞機制73
第5章深埋引水隧洞開挖損傷圍巖時效力學模型78
5.1引言78
5.2蠕變元件組合模型理論79
5.2.1基本流變元件79
5.2.2元件組合規(guī)則81
5.2.3經典元件組合模型81
5.3隧洞圍巖蠕變模型84
5.3.1考慮應力影響的改進黏彈性元件84
5.3.2考慮孔壓效應的損傷黏塑性元件86
5.3.3非線性VEPD蠕變模型構建87
5.4蠕變模型數值實現91
5.4.1滲流控制方程92
5.4.2應力控制方程93
5.4.3二次開發(fā)流程95
5.5模型參數辨識與驗證96
5.5.1模型參數辨識96
5.5.2孔隙壓力對蠕變參數的影響規(guī)律98
5.5.3模型的標定與驗證99
第6章深埋引水隧洞圍巖-支護系統(tǒng)長期安全評價方法102
6.1引言102
6.2隧洞圍巖開挖損傷的綜合預測方法103
6.2.1基于Q系統(tǒng)的高應力硬脆性巖體力學參數的修正估計103
6.2.2基于鉆孔壁圖像和聲波測試結果分析的Q-參數評級與調整106
6.2.3考慮巖體力學參數劣化的圍巖損傷定量評價108
6.2.4工程適用性驗證111
6.3錨桿/錨索三段式強度模型與整體破壞度指標118
6.3.1錨桿/錨索三線性模型118
6.3.2錨桿/錨索安全性評價指標122
6.4模擬砂漿錨桿系統(tǒng)力學特性的局部均一化方法123
6.4.1錨固巖體特征體單元的局部均一化124
6.4.2局部均一化方法的理論背景與數值實現125
6.4.3輸入參數的確定128
6.4.4模型驗證及工程應用130
6.5圍巖-錨桿-襯砌安全性評價指標與可靠度分析方法133
6.5.1圍巖-錨桿-襯砌安全性態(tài)綜合評價指標133
6.5.2圍巖-錨桿-襯砌協(xié)同承載的可靠度分析方法136
第7章工程應用案例143
7.1引言143
7.2錦屏二級水電站深埋引水隧洞工程概況143
7.2.1工程總體布置143
7.2.2工程區(qū)域地質情況144
7.2.3深埋引水隧洞地應力場條件145
7.3工程區(qū)三維初始地應力場反演148
7.3.1地應力反演的基本理論與方法148
7.3.2區(qū)域地應力反演計算152
7.4隧洞施工期圍巖短期力學響應分析與驗證158
7.4.1計算模型與計算方案158
7.4.2基于CESPA的圍巖力學參數估計160
7.4.3施工開挖初期的圍巖變形損傷初步分析162
7.5隧洞運營期圍巖-支護系統(tǒng)長期力學響應預測165
7.5.1蠕變分析流程165
7.5.2計算條件與計算參數166
7.5.3長期運營過程的圍巖變形損傷演化分析168
參考文獻175
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