軟巖特性及輸水隧洞支護(hù)效果研究：以寧夏固原飲水安全水源工程為例

目錄
前言
第1章緒論
1.1研究意義 1
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1軟巖水理性質(zhì)試驗(yàn)研究現(xiàn)狀 2
1.2.2軟巖常規(guī)力學(xué)性質(zhì)研究現(xiàn)狀 4
1.2.3軟巖本構(gòu)關(guān)系研究現(xiàn)狀 8
1.2.4軟巖流變力學(xué)特性研究現(xiàn)狀 10
1.2.5軟巖隧洞支護(hù)模擬研究現(xiàn)狀 13
1.3研究中存在的不足 16
1.4本書主要內(nèi)容 16
第2章研究區(qū)軟巖類型及其成分特征 18
2.1巖石類型 18
2.1.1灰質(zhì)泥巖 18
2.1.2磚紅色含礫不等粒砂質(zhì)泥巖 29
2.1.3鈣質(zhì)膠結(jié)礫質(zhì)巖屑長(zhǎng)石砂巖 32
2.2研究區(qū)軟巖成分對(duì)其工程性質(zhì)影響分析 34
第3章研究區(qū)軟巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究 36
3.1灰質(zhì)泥巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究 36
3.1.1物理性質(zhì)試驗(yàn) 36
3.1.2膨脹性試驗(yàn) 41
3.1.3耐崩解性試驗(yàn) 48
3.1.4單軸壓縮試驗(yàn) 55
3.1.5三軸壓縮試驗(yàn) 61
3.2ZK1-1砂質(zhì)泥巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究 66
3.3ZK1-2長(zhǎng)石砂巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究 69
3.4ZK1-3灰質(zhì)泥巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究 73
第4章軟巖本構(gòu)關(guān)系研究 78
4.1巖石材料彈性理論本構(gòu)關(guān)系研究 78
4.1.1線彈性本構(gòu)關(guān)系 79
4.1.2超彈性本構(gòu)關(guān)系 80
4.1.3亞彈性本構(gòu)關(guān)系 81
4.2巖石材料塑性理論本構(gòu)關(guān)系研究 81
4.2.1巖石材料的屈服面和后繼屈服面 82
4.2.2常用的屈服準(zhǔn)則 83
4.2.3彈塑性材料的硬化規(guī)律 84
4.2.4加卸載準(zhǔn)則 86
4.3軟巖線性本構(gòu)關(guān)系研究 87
4.3.1三線性和四線性本構(gòu)關(guān)系 87
4.3.2五線性本構(gòu)關(guān)系 88
4.4軟巖非線性本構(gòu)關(guān)系研究 93
第5章軟巖流變力學(xué)特性試驗(yàn)研究 98
5.1灰質(zhì)泥巖流變力學(xué)特性試驗(yàn)研究 98
5.1.1試驗(yàn)設(shè)備 98
5.1.2試驗(yàn)方案 100
5.1.3試驗(yàn)方法 101
5.1.4試驗(yàn)結(jié)果 103
5.1.5灰質(zhì)泥巖流變規(guī)律分析 111
5.2ZK1-1砂質(zhì)泥巖流變力學(xué)特性試驗(yàn)研究 112
5.2.1試樣制備 113
5.2.2試驗(yàn)設(shè)備 113
5.2.3試驗(yàn)方法 114
5.2.4試驗(yàn)結(jié)果 114
5.2.5砂質(zhì)泥巖流變規(guī)律分析 116
第6章隧洞工程地質(zhì)條件 117
6.1地形地貌 119
6.2地層巖性 119
6.3地質(zhì)構(gòu)造 120
6.4物理地質(zhì)現(xiàn)象 123
6.5水文地質(zhì)特征 123
第7章隧洞數(shù)值計(jì)算分析方案 126
7.1數(shù)值計(jì)算方法 126
7.1.1基本概念定義 127
7.1.2基本原理與步驟 128
7.2計(jì)算段選取及模型建立 132
7.3 地應(yīng)力參數(shù)設(shè)置 134
7.4 本構(gòu)模型及計(jì)算參數(shù)選取 134
7.5 計(jì)算工況 135
第8 章軟巖隧洞應(yīng)力應(yīng)變分布特征與支護(hù)效果研究 136
8.1 天然狀態(tài)(隧洞未開挖)工況 136
8.2 隧洞開挖未支護(hù)工況 138
8.2.1 應(yīng)力場(chǎng)分析 138
8.2.2 位移場(chǎng)分析 144
8.2.3 塑性區(qū)分析 152
8.3 隧洞開挖支護(hù)后工況 154
8.3.1 應(yīng)力場(chǎng)分析 154
8.3.2 位移場(chǎng)分析 160
8.3.3 塑性區(qū)分析 169
8.4 鋼拱架間距優(yōu)化分析 171
8.4.1 N2 類圍巖 171
8.4.2 V 類圍巖 174
8.5 隧洞支護(hù)效果分析 178
第9 章結(jié)論 180
參考文獻(xiàn) 184