目錄
“巖石力學(xué)與工程研究著作叢書”序
“巖石力學(xué)與工程研究著作叢書”編者的話
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展 2
1.3 本書主要研究內(nèi)容 9
參考文獻(xiàn) 10
第2章 深部裂隙巖體加卸載力學(xué)特性試驗(yàn)研究 15
2.1 引言 15
2.2 不同應(yīng)力路徑下深部巖體加卸載試驗(yàn)研究 16
2.2.1 試驗(yàn)設(shè)備 16
2.2.2 試樣制備 16
2.2.3 試驗(yàn)方案 17
2.2.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析 19
2.2.5 小結(jié) 20
2.3 常規(guī)三軸壓縮條件下裂隙巖體的破壞特性研究 20
2.3.1 模型試驗(yàn) 20
2.3.2 深部大理巖破壞特征 24
2.3.3 小結(jié) 46
2.4 深部巖體裂隙擴(kuò)展機(jī)理 47
2.4.1 單裂隙巖體沿結(jié)構(gòu)面剪切滑動(dòng)破壞機(jī)理 47
2.4.2 裂隙擴(kuò)展的影響因素及強(qiáng)度準(zhǔn)則 49
2.4.3 共面裂紋擴(kuò)展機(jī)理 53
2.4.4 反翼裂紋形成機(jī)理 62
2.4.5 小結(jié) 62
2.5 裂隙巖體的滲流特性研究 63
2.5.1 裂隙試樣滲透試驗(yàn) 63
2.5.2 滲透水壓對裂隙巖體強(qiáng)度的影響 64
2.5.3 滲透水壓對裂隙巖體破裂的影響 68
2.5.4 飽水裂隙巖體的滲流規(guī)律 71
2.5.5 小結(jié) 78
2.6 裂隙巖體滲流-應(yīng)力-損傷耦合模型研究 78
2.6.1 裂隙巖體滲透率方程 78
2.6.2 滲透率隨巖體裂隙損傷的演化特征 80
2.6.3 含水裂隙巖體損傷演化方程 82
2.6.4 含水裂隙巖體本構(gòu)方程 84
2.6.5 小結(jié) 87
參考文獻(xiàn) 87
第3章 深部裂隙巖體的聲波試驗(yàn)及其宏細(xì)觀力學(xué)特性 89
3.1 引言 89
3.2 不同加載方式下彈性波傳播特性試驗(yàn) 89
3.2.1 試驗(yàn)設(shè)備 89
3.2.2 試驗(yàn)材料及試樣制備 93
3.2.3 相似材料力學(xué)試驗(yàn)方案 97
3.2.4 三軸壓縮條件下深部裂隙巖體中彈性波傳播特性試驗(yàn) 101
3.2.5 三軸拉壓條件下深部裂隙巖體中彈性波傳播特性試驗(yàn) 110
3.3 不同加載方式下深部裂隙巖體宏觀裂隙的起裂應(yīng)力 118
3.3.1 三軸壓縮條件下深部裂隙巖體宏觀裂隙的起裂應(yīng)力 118
3.3.2 三軸拉壓條件下深部裂隙巖體宏觀裂隙的起裂應(yīng)力 122
3.4 不同加載方式下深部裂隙巖體宏觀裂隙的擴(kuò)展長度 126
3.4.1 三軸壓縮條件下深部裂隙巖體宏觀裂隙的擴(kuò)展長度 126
3.4.2 三軸拉壓條件下深部裂隙巖體宏觀裂隙的擴(kuò)展長度 127
3.5 深部裂隙巖體宏細(xì)觀損傷本構(gòu)模型 128
3.5.1 基于波幅的深部裂隙巖體宏觀損傷變量 128
3.5.2 宏觀損傷演化分析 130
3.5.3 基于細(xì)觀裂隙的巖體損傷變量 132
3.5.4 基于宏細(xì)觀裂隙耦合的深部裂隙巖體損傷本構(gòu)模型 134
3.5.5 小結(jié) 136
參考文獻(xiàn) 137
第4章 深部節(jié)理巖體中爆炸應(yīng)力波傳播模型試驗(yàn)研究 139
4.1 引言 139
4.2 應(yīng)力波在含充填節(jié)理巖體中的傳播規(guī)律 140
4.2.1 P波在單條充填節(jié)理處傳播規(guī)律的理論研究 140
4.2.2 P波在一組平行充填節(jié)理巖體中傳播規(guī)律的數(shù)值研究 147
4.2.3 小結(jié) 156
4.3 爆炸應(yīng)力波在深部節(jié)理巖體中傳播規(guī)律的模型試驗(yàn)研究 157
4.3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備 157
4.3.2 加載設(shè)備及數(shù)據(jù)測試采集系統(tǒng) 159
4.3.3 模型試樣設(shè)計(jì)制作及試驗(yàn)工況 161
4.4 高地應(yīng)力下爆炸應(yīng)力波在節(jié)理巖體中的傳播規(guī)律 168
4.4.1 爆炸應(yīng)力波在完整巖石中的傳播規(guī)律 168
4.4.2 爆炸應(yīng)力波垂直入射節(jié)理巖體的傳播規(guī)律 170
4.4.3 爆炸應(yīng)力波斜入射節(jié)理巖體的傳播規(guī)律 175
4.4.4 小結(jié) 178
4.5 應(yīng)力波在深部節(jié)理巖體中的透反射機(jī)制 179
4.5.1 應(yīng)力波垂直入射節(jié)理巖體的傳播方程 179
4.5.2 柱面波在深部節(jié)理巖體中的傳播方程 183
4.5.3 小結(jié) 196
參考文獻(xiàn) 196
第5章 地下洞室群爆破振動(dòng)特性現(xiàn)場試驗(yàn)研究 199
5.1 引言 199
5.2 爆破振動(dòng)安全監(jiān)測方法 199
5.2.1 振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 199
5.2.2 基于光纖光柵測試技術(shù)的爆破振動(dòng)安全監(jiān)測方法 200
5.3 工程背景及概況 206
5.4 地下洞室群爆破振動(dòng)傳播規(guī)律 207
5.4.1 現(xiàn)場監(jiān)測布置方案 207
5.4.2 現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果分析 212
5.5 地下洞室群爆破振動(dòng)放大效應(yīng)
5.5.1 地下洞室群爆破振動(dòng)鄰洞放大效應(yīng)的現(xiàn)場試驗(yàn) 213
5.5.2 地下洞室群爆破振動(dòng)鄰洞放大效應(yīng)的數(shù)值模擬 214
5.5.3 小結(jié) 223
5.6 出線豎井的爆破振動(dòng)高程放大效應(yīng) 224
5.6.1 現(xiàn)場爆破試驗(yàn)方案 224
5.6.2 豎井開挖的數(shù)值模擬 225
5.6.3 小結(jié) 232
5.7 地下洞室群主變洞高邊墻的爆破振動(dòng)高程放大效應(yīng) 232
5.7.1 現(xiàn)場爆破試驗(yàn)方案 232
5.7.2 主變洞開挖的數(shù)值模擬 234
5.7.3 小結(jié) 238
5.8 地下廠房巖錨梁爆破振動(dòng)效應(yīng) 239
5.8.1 工程概況 239
5.8.2 現(xiàn)場試驗(yàn)方案 240
5.8.3 爆破地震效應(yīng)控制 244
5.8.4 小結(jié) 245
參考文獻(xiàn) 245
第6章 爆破振動(dòng)作用下圍巖動(dòng)力累積損傷機(jī)理研究 248
6.1 引言 248
6.2 爆破開挖擾動(dòng)誘發(fā)深部裂隙巖體損傷破壞研究 248
6.2.1 巖體微裂紋發(fā)育擴(kuò)展機(jī)制與損傷理論 249
6.2.2 地下洞室爆破開挖動(dòng)力損傷機(jī)理與判據(jù) 250
6.2.3 鉆爆掘進(jìn)過程誘發(fā)巖體累積損傷機(jī)理分析 253
6.3 巖體爆破損傷本構(gòu)模型研究 257
6.3.1 彈性力學(xué)本構(gòu)模型 257
6.3.2 斷裂力學(xué)本構(gòu)模型 258
6.3.3 損傷力學(xué)本構(gòu)模型 259
6.3.4 存在的問題與不足 263
6.4 巖體動(dòng)力累積損傷的數(shù)值計(jì)算方法 266
6.4.1 改進(jìn)巖體損傷本構(gòu)模型損傷演化規(guī)則 267
6.4.2 自定義拉壓損傷本構(gòu)模型嵌入動(dòng)力有限元程序 271
6.4.3 基于巖體爆破破壞分區(qū)理論的損傷本構(gòu)模型驗(yàn)證 274
6.4.4 小結(jié) 277
6.5 深部巖體爆破開挖動(dòng)力損傷本構(gòu)模型與參數(shù)驗(yàn)證 278
6.5.1 動(dòng)力損傷本構(gòu)模型的參數(shù)確定 278
6.5.2 改進(jìn)后的自定義損傷本構(gòu)模型的驗(yàn)證 285
6.5.3 小結(jié) 286
6.6 深埋地下廠房爆破開挖圍巖損傷特性 287
6.6.1 圍巖損傷監(jiān)測手段研究現(xiàn)狀 287
6.6.2 開挖損傷評估計(jì)算研究現(xiàn)狀 290
6.6.3 動(dòng)靜荷載組合作用下巖體損傷特征 291
6.6.4 基于動(dòng)力損傷本構(gòu)模型計(jì)算結(jié)果的爆破開挖參數(shù)優(yōu)化 293
6.6.5 基于動(dòng)力損傷本構(gòu)模型的地下廠房爆破開挖參數(shù)校核 295
6.6.6 深埋地下廠房邊墻保護(hù)層爆破開挖損傷規(guī)律研究 298
6.6.7 小結(jié) 305
參考文獻(xiàn) 305
第7章 動(dòng)靜力組合作用下的深部圍巖變形穩(wěn)定機(jī)理 310
7.1 引言 310
7.2 基于超低摩擦理論的深部圍巖塊體位移機(jī)理分析 311
7.2.1 超低摩擦現(xiàn)象的理論研究 312
7.2.2 爆炸荷載作用下深部塊體變形運(yùn)動(dòng) 317
7.2.3 邊墻圍巖塊體超低摩擦效應(yīng)模型 318
7.2.4 超低摩擦效應(yīng)數(shù)值模擬方法實(shí)現(xiàn) 322
7.2.5 巖體超低摩擦數(shù)值模擬可行性驗(yàn)證 324
7.3 深部圍巖塊體超低摩擦效應(yīng)的數(shù)值模擬研究 326
7.3.1 數(shù)值分析模型的建立 326
7.3.2 爆破擾動(dòng)下塊體的動(dòng)力響應(yīng) 328
7.3.3 不同爆炸荷載對超低摩擦效應(yīng)的影響 330
7.3.4 水平向地應(yīng)力對超低摩擦效應(yīng)的影響 334
7.3.5 垂直向地應(yīng)力對超低摩擦效應(yīng)的影響 339
7.3.6 塊體尺度對超低摩擦效應(yīng)的影響 344
7.3.7 小結(jié) 347
7.4 開挖瞬態(tài)卸荷引起的節(jié)理巖體松動(dòng)模擬試驗(yàn) 347
7.4.1 節(jié)理巖體開挖瞬態(tài)卸荷松動(dòng)室內(nèi)試驗(yàn) 348
7.4.2 節(jié)理巖體開挖瞬態(tài)卸荷松動(dòng)試驗(yàn)過程 351
7.4.3 多節(jié)理巖體卸荷 354
7.4.4 巖體松動(dòng)試驗(yàn)的數(shù)值模擬分析 356
7.4.5 小結(jié) 362
7.5 考慮累積損傷效應(yīng)的圍巖變形特性研究 363
7.5.1 隧洞爆破開挖損傷變形監(jiān)測 365
7.5.2 烏東德水電站左岸導(dǎo)流洞爆破振動(dòng)監(jiān)測 366
7.5.3 爆破開挖累積效應(yīng)數(shù)值計(jì)算 367
7.5.4 考慮累積損傷效應(yīng)的圍巖變形計(jì)算 370
7.5.5 小結(jié) 373
參考文獻(xiàn) 373
第8章 深埋地下洞室群關(guān)鍵部位精量化控制爆破方法 378
8.1 引言 378
8.2 V形切槽光面爆破試驗(yàn)研究 378
8.2.1 V形切槽孔尖端動(dòng)應(yīng)力集中效應(yīng) 378
8.2.2 V形切槽孔裂縫擴(kuò)展規(guī)律研究 380
8.2.3 炮孔 V 形切槽參數(shù) 383
8.2.4 白鶴灘水電站地下廠房巖錨梁切槽爆破開挖原位試驗(yàn) 385
8.2.5 小結(jié) 394
8.3 時(shí)序控制斷裂爆破后爆孔動(dòng)應(yīng)力集中效應(yīng)試驗(yàn)研究 394
8.3.1 單向受拉作用下空孔孔壁受力狀態(tài)分析 394
8.3.2 圓孔邊線狀裂紋斷裂擴(kuò)展規(guī)律研究 398
8.3.3 空孔動(dòng)力效應(yīng)模型試驗(yàn) 403
8.3.4 小結(jié) 409
8.4 時(shí)序控制斷裂爆破試驗(yàn)研究 410
8.4.1 時(shí)序控制斷裂爆破機(jī)理 410
8.4.2 時(shí)序控制斷裂預(yù)裂爆破現(xiàn)場試驗(yàn) 412
8.4.3 延時(shí)起爆巖體相似模型試驗(yàn) 417
8.4.4 不同延時(shí)起爆條件下的模型試驗(yàn)結(jié)果分析 422
8.4.5 小結(jié) 428
8.5 深埋洞室?guī)r錨梁精量化爆破的數(shù)值模擬研究 429
8.5.1 巖錨梁爆破開挖數(shù)值計(jì)算模型 430
8.5.2 計(jì)算結(jié)果與監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析 432
8.5.3 時(shí)序控制斷裂爆破數(shù)值模擬研究 438
8.5.4 切槽-時(shí)序控制斷裂爆破方法研究 444
8.5.5 小結(jié) 455
參考文獻(xiàn) 456