目錄
第1章 緒論 1
1.1 隧道圍巖大變形問題 1
1.2 隧道圍巖大變形研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 隧道圍巖大變形定義 2
1.2.2 隧道圍巖大變形分級(jí) 4
1.2.3 隧道圍巖大變形機(jī)理 6
1.2.4 隧道圍巖大變形支護(hù) 7
1.3 本書內(nèi)容 10
第2章 炭質(zhì)頁巖大變形隧道的區(qū)域地應(yīng)力 12
2.1 地應(yīng)力場(chǎng)回歸原理 13
2.1.1 回歸模型 13
2.1.2 回歸系數(shù) 14
2.1.3 回歸效果 15
2.2 地應(yīng)力場(chǎng)回歸實(shí)例 16
2.2.1 實(shí)測(cè)地應(yīng)力 17
2.2.2 回歸地應(yīng)力 17
2.2.3 應(yīng)力場(chǎng)特征 23
2.3 本章小結(jié) 24
第3章 炭質(zhì)頁巖隧道大變形的成因機(jī)制 25
3.1 軟巖概念 25
3.1.1 地質(zhì)軟巖 25
3.1.2 工程軟巖 26
3.2 軟巖變形力學(xué)機(jī)制 26
3.2.1 物化膨脹型 27
3.2.2 應(yīng)力擴(kuò)容型 29
3.2.3 結(jié)構(gòu)變形型 31
3.3 圍巖大變形分類 31
3.3.1 松動(dòng)大變形 31
3.3.2 膨脹大變形 32
3.3.3 擠壓大變形 32
3.3.4 流變大變形 34
3.4 炭質(zhì)頁巖大變形機(jī)制 35
3.4.1 工程物理特性 35
3.4.2 物理力學(xué)特性 38
3.4.3 大變形影響因素 43
3.4.4 大變形機(jī)理 45
3.5 本章小結(jié) 46
第4章 炭質(zhì)頁巖大變形隧道支護(hù)體系與開挖方法 48
4.1 支護(hù)與圍巖相互作用 48
4.1.1 噴射混凝土支護(hù)特征曲線 49
4.1.2 錨桿支護(hù)特征曲線 50
4.1.3 鋼拱架支護(hù)特征曲線 51
4.1.4 組合支護(hù)與圍巖相互作用 51
4.2 數(shù)值分析模型 52
4.2.1 模型邊界 52
4.2.2 模型參數(shù) 53
4.2.3 分析工況 54
4.3 大變形隧道支護(hù)體系優(yōu)化 55
4.3.1 不同邊墻曲率 55
4.3.2 不同噴射混凝土厚度 61
4.3.3 不同鋼拱架剛度 68
4.3.4 不同鋼拱架間距 75
4.3.5 不同錨桿布設(shè)形式 81
4.3.6 不同超前加固長度 89
4.4 大變形隧道開挖方式優(yōu)化 95
4.4.1 不同開挖支護(hù)方法 95
4.4.2 不同臺(tái)階長度 100
4.4.3 不同開挖進(jìn)尺 106
4.5 施工工藝及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 111
4.5.1 施工工藝 111
4.5.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 126
4.6 本章小結(jié) 134
第5章 炭質(zhì)頁巖隧道大變形現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè) 136
5.1 監(jiān)測(cè)方案 136
5.1.1 監(jiān)測(cè)目的 136
5.1.2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容 136
5.1.3 監(jiān)測(cè)頻率 138
5.1.4 監(jiān)測(cè)元件 139
5.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果 139
5.2.1 洞周變形 139
5.2.2 圍巖壓力 143
5.2.3 鋼拱架內(nèi)力 144
5.2.4 錨桿軸力 146
5.2.5 接觸壓力 149
5.2.6 二次襯砌內(nèi)力 151
5.2.7 圍巖松動(dòng)圈 152
5.3 大變形特征 154
5.4 本章小結(jié) 155
第6章 炭質(zhì)頁巖大變形隧道施工安全控制標(biāo)準(zhǔn) 157
6.1 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn) 157
6.1.1 國外標(biāo)準(zhǔn) 157
6.1.2 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) 158
6.2 極限位移與位移速率控制標(biāo)準(zhǔn) 159
6.2.1 允許極限位移基準(zhǔn) 159
6.2.2 允許位移速率基準(zhǔn) 164
6.3 預(yù)留變形量控制標(biāo)準(zhǔn) 170
6.4 支護(hù)時(shí)機(jī)選擇 171
6.4.1 圍巖蠕變與支護(hù)時(shí)機(jī) 171
6.4.2 支護(hù)時(shí)機(jī) 178
6.5 本章小結(jié) 183
第7章 炭質(zhì)頁巖非線性黏彈塑性蠕變模型 184
7.1 巖石流變與蠕變 184
7.2 巖石蠕變模型 185
7.2.1 經(jīng)驗(yàn)蠕變模型 186
7.2.2 組合蠕變模型 186
7.3 非線性黏彈塑性蠕變模型 193
7.3.1 非線性黏彈塑性蠕變本構(gòu) 193
7.3.2 本構(gòu)模型的二次開發(fā)程序 198
7.3.3 模型驗(yàn)證 202
7.4 本章小結(jié) 205
第8章 支護(hù)結(jié)構(gòu)劣化損傷與圍巖蠕變下的隧道安全 206
8.1 錨桿銹斷模擬 209
8.1.1 錨桿模型 209
8.1.2 銹蝕力學(xué)模型 211
8.1.3 斷裂力學(xué)模型 214
8.1.4 模型驗(yàn)證 215
8.2 鋼拱架銹蝕模擬 219
8.2.1 銹蝕特征 219
8.2.2 銹蝕力學(xué)模型 222
8.2.3 模型論證 224
8.3 襯砌混凝土損傷模擬 231
8.3.1 混凝土損傷理論 231
8.3.2 混凝土統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)理論 233
8.3.3 混凝土統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型 237
8.4 炭質(zhì)頁巖大變形隧道安全 243
8.5 本章小結(jié) 251
參考文獻(xiàn) 252
附錄 257