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加錨斷續節理岩體破壞機理及工程應用/岩石力學與工程研究著作叢書

  • 作者:李術才 等 著
  • 出版社: 科學出版社
  • 出版時間:2010-10-01
  • 版次:1
  • 商品編號: 10321376

    頁數:357


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內容簡介

 

  本書主要研究斷續節理岩體裂隙在複雜應力狀態下的擴展規律和錨桿的加固及止裂增韌機理,研究節理面和岩橋的破壞過程、模式及其強度特性,岩錨共同作用及漸進破壞機理,建立錨桿加固止裂的突變模型及加錨岩體的斷裂損傷本構模型及相關的計算方法。建立了加錨斷續節理岩體穩定性計算分析方法;提出錨桿增韌止裂機理,並建立了增韌效果評價經驗公式;提出了錨桿控制裂紋失穩擴展的突變模型,為評價加錨岩體穩定性和提前採取合理加固措施提供決策依據;開發了可有效考慮錨固效應的大型三維斷裂損傷有限元程序,並應用於國內多個大型水電與隧道工程中,取得顯著效果。為岩體工程穩定性評價和布錨參數優化提供理論依據。

目錄

岩石力學與工程研究著作叢書》序
《岩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 節理岩體與錨桿加固理論研究現狀
1.2.2 節理岩體裂隙擴展研究現狀
1.2.3 CT技術在岩石力學中的應用研究現狀
1.2.4 聲發射技術在岩石力學中的應用研究現狀
1.3 本書研究方法和內容
1.3.1 本書的研究方法
1.3.2 本書研究內容
參考文獻

第2章 節理岩體裂隙擴展的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試驗可以解決的岩石力學問題
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 試件的加工製作
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——同心圓區域CT分析
2.5.3 方案二——等圓區域CT分析
2.5.4 方案三——等橢圓區域CT分析
2.5.5 縱向CT掃瞄圖像分析
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——同心圓區域CT分析
2.6.3 方案二——等圓區域CT分析
2.6.4 方案三——等橢圓區域CT分析
2.6.5 縱向CT掃瞄圖像分析
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——同心圓區域CT分析
2.7.3 方案二——等圓區域CT分析
2.7.4 方案三——等橢圓區域CT分析
2.7.5 縱向CT掃瞄圖像分析
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——同心圓區域CT分析
2.8.3 方案二——等圓區域CT分析
2.8.4 方案三——等橢圓區域CT分析
2.8.5 縱向CT掃瞄圖像分析
2.8.6 小結
參考文獻

第3章 節理岩體裂隙斷裂聲發射試驗研究
3.1 引言
3.2 測試系統
3.3 不同材料內置裂隙擴展及貫通規律
3.3.1 試驗材料及試樣製備
3.3.2 三維裂隙的製作
3.3.3 均質材料中裂隙擴展與貫通
3.3.4 非均質材料的擴展特徵
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 砂岩中表面裂隙擴展破裂
3.4.7 反翼裂紋產生的力學機理
3.4.8 小結
參考文獻

第4章 拉伸狀態下節理岩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 拉伸狀態下三維內置裂隙擴展試驗研究
4.3.1 試驗材料和含裂隙試件的製備
4.3.2 拉伸試驗裝置和測試系統
4.3.3 含裂隙試件拉伸力學和斷裂特徵
4.3.4 裂隙傾角對試件力學性能和斷裂特徵的影響
4.3.5 小結
4.4 拉伸狀態下三維表面裂隙擴展試驗研究
4.4.1 試件製作
4.4.2 試驗結果及分析
參考文獻

第5章 節理岩體中錨桿加固止裂試驗研究
5.1 引言
5.2 試件的加工製作
5.2.1 相似材料的研製及其力學參數的測定
5.2.2 錨桿材料的選擇
5.2.3 模具及內置裂隙的製作
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 預製裂隙形態及加錨方式
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律研究
5.4.2 錨固位置對錨固效果影響規律研究
5.5 節理岩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 複雜應力狀態下斷續節理岩體斷裂損傷機理研究及其應用
6.1 引言
6.2 裂紋起裂判據及擴展方向
6.2.1 起裂準則
6.2.2 裂紋擴展方向
6.3 複雜應力狀態下加錨節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 拉剪應力狀態下分支裂紋擴展長度
6.4 岩體加錨增韌模型試驗研究
6.5 裂隙岩體大型洞室群施工順序優化研究
6.5.1 洞室群所在圍岩地質構造概況及有關參數
6.5.2 計算有關參數
6.5.3 開挖假定及有限元計算有關問題
6.5.4 洞室群施工順序優化分析
6.5.5 小結
參考文獻

第7章 加錨斷續節理岩體複雜應力狀態下本構關係、損傷演化方程及工程應用
7.1 引言
7.2 加錨節理面抗剪強度與變形特點
7.3 節理面附近錨桿形變能及節理面形變能
7.3.1 錨桿在節理裂隙面附近的形變能
7.3.2 節理裂隙形變能
7.4 加錨節理裂隙岩體的本構關係
7.4.1 加錨節理岩體等效模型
7.4.2 分析構元等效模型中無錨節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」作用及裂紋體殘餘能量產生的等效勁度
7.5 加錨斷續節理岩體拉剪應力狀態下本構關係的研究
7.5.1 加錨節理岩體節理面及錨桿變形分析
7.5.2 錨桿在節理面附近聚積的形變能
7.5.3 加錨節理岩體構元等效模型
7.6 斷續節理岩體拉壓剪受力狀態下的本構關係
7.7 加錨損傷岩體本構方程不同表現形式之間的轉換關係
7.8 損傷演化方程
7.8.1 壓剪應力場下損傷演化方程
7.8.2 拉剪應力場下損傷演化方程
7.9 三峽右岸地下電站廠房節理圍岩穩定性斷裂損傷分析
7.9.1 岩體力學參數和初始地應力
7.9.2 計算範圍及工況
7.9.3 計算結果
7.9.4 小結
參考文獻

第8章 裂紋擴展穩定性及遇到分界面時穿越條件研究
8.1 裂紋擴展失穩的突變模型
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 琅砑山抽水蓄能電站地下廠房洞室群穩定性分析
9.1.1 工程概況和工程地質條件
9.1.2 數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岩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
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
9.3.5 計算結果
9.3.6 小結

 


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