地下洞室圍岩劈裂及時效性機理研究

內容簡介

隨著中國水利水電工程的開發，深部岩體力學問題成為近年來熱門研究領域，大型水電站的硐室群大部分處於深山峽谷區,使得其常處於較高的初始應力中,並且受到地形及構造活動帶的影響,使得其地質條件十分複雜。在複雜地質作用下,岩體出現眾多特殊的工程地質現象。其中，地下硐室群在開挖時，硐室之間的岩柱往往會出現縱向的劈裂裂縫現象就是其中災害之一，這種裂縫對於洞室的穩定性造成威脅。本著作採用室內試驗、地質力學模型試驗、理論分析和數值模擬等綜合分析方法揭示劈裂破壞產生的機制及形成條件，研究劈裂張開性變形的產生機理。結合已取得的現場監測資料，考慮裂隙分布、地應力大小和方向、圍岩類別、加卸載速率等多影響因素，並引入能量積聚-耗散的觀念，深入研究劈裂破壞發生、發展及最終破壞模式和特徵，揭示其產生的條件和力學、變形及能量耗散機制。通過斷裂力學、損傷力學和能量耗散理論研究建立反映劈裂張開性變形的非線性等效本構關係模型和產生劈裂破壞的條件和準則，並將其嵌入數值軟體進行驗證，實現在實際工程的穩定性研究中。本研究將對水電工程地質學及岩體工程穩定學領域有重要的理論意義和實際工程套用價值。

本書相關研究成果適用於為開展深部岩體力學相關研究的科研工作者提供參考。

圖書目錄

前言

第1章緒論

1.1引言

1.2國內外研究現狀

1.2.1裂紋擴展

1.2.2深部岩體力學的特點和岩石的脆性特徵

1.2.3能量耗散

1.3研究內容

第2章現場岩石試件強度特性分析

2.1引言

2.2岩石單軸和三軸壓縮及單軸情況下卸載試驗研究

2.2.1試件的製備

2.2.2試驗步驟

2.2.3試驗結果及分析

2.2.4強度特徵

2.2.5岩樣的破壞特徵及損傷機理分析

2.2.6岩石的擴容特性

2.3模擬洞室開挖的載入－卸圍壓試驗研究

2.3.1類岩石材料試件的製備

2.3.2三軸加卸載裝置工作原理及加卸載試驗過程

2.3.3岩體加卸載破壞時的應力－應變特徵

2.3.4洞室開挖模擬過程中的聲發射特徵

2.4本章小結

第3章劈裂裂縫形成機理的細觀能量法分析

3.1脆性岩石材料破壞的各階段特徵分析

3.2裂紋擴展的能量法解析

3.2.1裂紋擴展過程中的應變能釋放率和能量守恆定律

3.2.2張拉荷載作用下的裂紋擴展能量分析

3.2.3壓縮荷載作用下的裂紋擴展能量分析

3.3壓縮荷載下劈裂裂縫的細觀能量模型

3.4脆性岩石黏結弱化摩擦強化效應

3.5高地應力下岩體脆性破壞的相關討論

地下洞室圍岩劈裂及時效性機理研究

基本介紹

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