一、层状岩体中地下洞室的地质元稳定性分析方法（论文文献综述）
邬爱清[1]（2021）在《长江科学院水工岩石力学与工程应用研究进展》文中研究指明结合长江科学院岩石力学专业10余年来已有研究成果,综述了长江科学院在水工岩石力学与工程应用研究的新进展,包括基础理论与数值方法、岩石力学试验方法与技术、岩体地应力测量技术与地应力场、岩体地球物理与超前探测技术、岩体及结构锚固与加固技术以及在岩体工程中应用与实践等方面。叙述了在认识岩体、利用岩体和加固岩体过程中,水工岩石力学未来面临的持续挑战。最后指出未来研究的核心问题,包括岩石力学的非线性属性问题、连续-非连续介质力学问题、跨尺度力学特性评价问题、多场耦合问题以及高地震烈度动力条件岩石力学研究等。
夏英杰,孟庆坤,唐春安,张永彬,赵丹晨,赵振兴[2]（2021）在《岩石破裂过程分析方法在隧道工程模拟中的应用》文中认为对隧道工程中的地质灾害进行总结,通过对真实破裂过程分析方法（realistic failure process analysis,RFPA）在隧道工程模拟中的相应应用进行综述,得到以下主要结论:在隧道工程施工中,隧道工程的主要地质灾害包括固体地质灾害、准流体地质灾害和流体地质灾害3大类; RFPA数值计算方法在与隧道工程施工相关的岩石力学及破坏特性获取、开挖条件下的隧道破坏模拟、层理岩体隧道开挖模拟、动力条件下隧道破坏模拟、深部围岩分区破裂模拟以及渗流作用下隧道稳定性分析等方面都得到了广泛的应用;目前,RFPA数值计算方法已经在计算精度、计算规模、计算速度、大规模求解过程的并行计算和数值计算云平台建设等方面取得了重大进展。随着技术进步和程序开发的不断深入,RFPA数值计算方法会在隧道工程模拟方面取得更为广泛的应用。
王涛[3]（2021）在《乌东德水电站右岸地下洞室群围岩稳定性及其洞群效应分析》文中研究说明
刘德柱[4]（2021）在《基于数字照相的软弱缓倾层状隧道围岩稳定性试验研究》文中研究说明
夏玉云,姚晨辉,周奎,柳旻,张超[5]（2021）在《粉砂质板岩隧洞围岩变形破坏特征及稳定性研究》文中研究说明以东南亚某在建水电站引水隧洞粉砂质板岩段洞室开挖工程为依托,在现场地质调查测绘的基础上,对粉砂质板岩段围岩变形破坏特征进行分析,结果表明:粉砂质板岩段围岩的变形破坏主要分两种,一种由Ⅳ级结构面相互切割引起的局部垮塌掉块;另一种由断层引起的大规模垮塌变形。并基于有限元软件模拟断层分布发育特征对洞室稳定性的影响,结果表明:断层倾角在30°～60°对洞室稳定性影响较大,当断层位于隧洞中心上部时,对围岩变形的影响最大,特别左侧腰线部位岩体;当其位于隧洞中心下方,影响次之;与隧道中心相交时,影响最弱。研究成果可为后续类似洞段开挖支护方案提供参考借鉴。
朱俊福[6]（2021）在《深部层状岩体巷道围岩松动圈形成机理及其工程应用研究》文中指出煤系地层沉积岩的成层特征以及层间的岩性差异,使煤矿巷道围岩的结构类型较多,其围岩松动圈的形成、范围、形状等特征也更为复杂。为此,论文以围岩松动圈巷道支护理论为基础,首先对基于Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则和Hoek-Brown经验强度准则等三种强度准则的松动圈理论求解方法进行分析与评述;然后采用“深部地下工程结构失稳全过程模拟试验系统”,设计了6个相似材料模型进行模拟试验,并与15组数值模拟方案的计算结果对比分析,研究深部高应力条件下层状岩体巷道开挖、围岩变形及破坏后松动圈的演化发展机理;在以上2方面研究的基础上,采用数值模拟进行方案设计,提出深部大松动圈围岩穿层巷道协同控制方案,成功的进行了深部巷道工程试验,取得了良好的支护效果。论文主要成果如下:（1）在基于三种强度准则的松动圈计算方法中,获得了M-C准则、D-P准则相对于H-B经验强度准则计算的松动圈半径偏小的影响因素,且一般均小于现场实测值,因此,特别强调支护设计时其松动圈的计算值与现场测试值相互校核的必要性。针对层状岩体巷道围岩松动圈解析有关边界条件设置、岩石强度软化方法、非圆形断面标准化等适用性进行了探讨,相比而言对围岩塑性区的计算理论上则比较严谨。（2）层状岩体巷道围岩松动圈呈跳跃性的梯级发展特征,其范围和形态受最大主应力作用方向控制,呈现正交各向异性特性,其对称轴垂直岩层且过巷道形心;当侧压系数小于1.0时,层状岩体巷道的顶部首先产生松动圈,其次是巷道两帮,而且两帮松动圈均较顶底部大;当岩层垂直方向与巷道底角平分线方向一致时,该底角部位松动圈将明显增大,而岩层倾角对松动圈大小和范围的影响并不显着。（3）软弱层处于巷道位置使巷道发生明显的偏压破坏现象,整体呈现明显的非对称变形特征,其松动圈和巷道破坏特征在巷道各部位的差异性较为明显,对此应采取局部如加长加密锚杆锚索等加强支护措施;研究结果显示支护的作用对软弱层附近的松动圈影响较大,而对远离软弱层的巷道部位则影响较弱。（4）现场测试数据显示河南城郊煤矿深部试验巷道的大松动圈围岩具有软岩、高应力和膨胀性三大特点,由于主应力相差很大,产生较大的偏应力导致巷道稳定性差;以喷网协同、锚杆和锚索协同,结合注浆的预应力协同控制技术,加强上帮底角部位和下帮拱肩部位的支护和加固措施,有效地解决了深部开采大松动圈围岩穿层巷道的稳定性问题。该论文有图107幅,表12张,参考文献186篇。
杨钊[7]（2021）在《锚杆的抑损止裂效应分析及锚固界面的剪切滑移模型》文中进行了进一步梳理通过总结相关研究成果发现,在岩石工程运用锚杆支护本质上是让锚杆（索）同各类裂隙发生作用。主要体现在:（1）锚杆可以一定程度上抑制围岩微裂隙的萌生和发展。（2）在边坡治理工程中进行锚固,可以防止已有裂隙失稳扩展和抑制弯曲变形中微裂隙萌生发展。（3）拉拔力作用下锚杆锚固界面微裂隙萌生发展。然而目前针对岩石工程中锚杆与裂隙发生作用的解析研究还没有完全成熟,故通过损伤与断裂力学理论与实证展开研究,创新点和研究成果如下:（1）在前人研究基础上推导出考虑地下工程围岩开挖卸载发生损伤时的端头锚固和全长锚固锚杆锚固圆形洞室解析解。参数分析表明,当锚杆锚固端进入塑性区后,再增加锚杆长度对于支护效果没有明显提升。当锚杆长度足够时,减小锚杆间距比增长锚杆角度更有效。（2）结合损伤力学可以反映围岩剪切刚度在塑性区随围岩径向深度逐渐变化的过程,突破了前人研究时在塑性区将围岩剪切刚度假定为一常数的障碍,改进了地下工程全长锚固锚杆的受力模型。通过算例分析得出:考虑围岩损伤在相同情况下会使全长锚杆的轴力大于前人假定岩体为理想弹塑性的情况。（3）结合围岩损伤并根据锚固力大小简单地将锚杆等效成各类约束,将喷层等效为梁进行分析。通过工程案例分析得出:锚固力的大小是保持巷道稳定的关键。但塑性区围岩损伤较大时,锚喷支护即使能发挥较强支护效果,加固后的围岩强度还是小于围岩损伤程度较低时的情况。（4）通过权函数理论提出一种边缘裂隙在集中力作用下的应力强度因子表达式,运用在关键张裂缝和危岩主控结构面的锚固止裂分析中。结合工程案例,对锚固止裂效应和方法的可用性进行了分析和论证,阐明了锚固止裂效应的机制是通过锚固力让裂隙的应力强度因子减小,变相增加岩石的断裂韧度。引入损伤力学分析了锚索对于板裂结构边坡弯曲失稳的抑损止裂作用。（5）在研究界面剪切刚度劣化规律的基础上,确定了锚筋-锚固剂界面（下文称为第一界面）的随机微裂隙强度服从Weibull类分布,在此基础上提出了Weibull族类统计损伤力学剪切滑移模型,并通过试验数据进行了验证。该模型不仅适用于各类第一界面,对于锚固剂-地层界面（下文称为第二界面）也适用。
尹崇林[8]（2021）在《摩擦滑动接触条件下隧洞围岩和衬砌力学分析的解析方法》文中提出隧道和地下工程在近代以来得到了长足的发展,特别的,进入20世纪之后,随着设计施工技术的进步以及社会发展的需要,更加受到人们的重视。并且因其所处地理位置及其建筑结构形式的特殊性使其具有便捷、安全、环保、节能等突出的优势,从而被广泛地运用于交通、采矿、能源、水电工程、城市建设及国防建设等多个领域。稳定性问题是地下工程结构中一个十分重要的研究内容。岩石中的初始应力在隧洞开挖以后得到释放而重新分布,当围岩中的应力达到或超过岩石强度的范围比较大时岩体就会失稳,此时常需要在隧洞周围设置衬砌支护以进一步保证围岩的稳定性。解析分析方法中复变函数方法因其所得解析解的精确性以及求解过程的便捷性,成为求解隧道及地下工程问题的一种基础方法。为了求解复杂孔形衬砌隧洞问题,需要应用复变函数中的保角变换将一个边界复杂的区域变换为边界简单的区域,以此将物理平面上的复杂支护断面通过映射函数变换到象平面上的圆环区域。在实际工程中,衬砌和围岩之间的接触问题比较繁杂,为了简化问题以获得其基本规律,将隧洞围岩和衬砌之间的接触问题简化为交界面上两个弹性体的接触问题。作为弹性体相互接触条件之一的摩擦滑动接触,最符合实际工况,而完全接触和光滑接触则是其两种极端情况。论文以两种极端接触工况的求解为出发点,巧妙的将库仑摩擦模型引入摩擦滑动接触的求解过程,再结合最优化方法,得出了它的一般解。主要的研究内容有:（1）考虑摩擦滑动接触的极端情况之一——光滑接触,通过平面弹性复变函数方法,推导得到了衬砌内均布水压力作用下任意孔型深埋衬砌隧洞的应力以及位移解析解,并利用数值软件ANSYS验证了所得结果。在求解过程中考虑了初始地应力的作用及支护滞后的力学过程,使用幂级数解法求解由应力边界条件及应力和法向位移的连续条件构成的基本方程,然后通过得到的解析函数计算围岩和衬砌中的应力和位移。以直墙半圆拱形和马蹄形隧洞为例分析了围岩和衬砌中切向应力及它们之间接触面上的法向应力分布规律。讨论了位移释放系数、侧压力系数和内水压力的变化对围岩与衬砌内的应力分布规律的影响。发现切向应力在衬砌内边界和围岩开挖边界上的取得较大的值,并且在隧洞的拐角处出现最大的应力集中。（2）为了更加准确地刻画隧洞中围岩和衬砌的接触问题,定义接触面上产生最小滑动量的状态为衬砌的真实工作状态,引入更符合实际情况的基于库仑摩擦模型的摩擦滑动接触条件来模拟围岩和衬砌之间的接触。在考虑支护滞后效应的前提下,结合平面弹性复变函数方法和最优化理论,建立了具有一般性的摩擦滑动接触解法。以圆形水工隧洞为例,获得了围岩和衬砌在这种接触条件下的应力解析解,并且利用有限元软件ANSYS验证了所得结果的准确性。最后通过算例分析了不同侧压力系数,不同的摩擦系数对衬砌内外边界的切向应力,接触面上接触应力以及切向位移间断值的影响。（3）针对隧洞围岩和衬砌摩擦滑动接触解法的缺点,通过在优化过程中减少设计变量的个数,优化模型得到了极大的简化,为任意孔型深埋隧洞在摩擦滑动接触条件下问题的求解得到更加理想的优化理论模型,并且使计算精度和计算速度得到了提升。该方法还可以精确地得到满足完全接触的摩擦系数的阈值,通过对深埋圆形衬砌隧洞两种材料的弹模比值,位移释放系数,衬砌厚度,以及侧压力系数的参数分析,提供了判断围岩和衬砌接触方式的理论基础。
余光远[9]（2021）在《高边墙洞室劈裂破坏岩锚支护作用机理分析研究》文中认为近年来,我国能源需求急剧增加,作为清洁能源的水电能源,越来越成为我国大力发展的主力能源,大力开发水电资源既是减少温室气体排放应对气候变暖的有效举措,又是我国经济和社会可持续发展的必然选择。无论是水能资源理论的储量还是可开发的水力发电设备的容量,中国都是世界第一。但我国水电资源总量的3/4集中在西部地区,西部地区活动断裂发育,地质环境复杂,加之高山深谷的地形地貌,使得大多数工程项目处于大埋深高地应力条件下,因此在大型洞室施工开挖过程中,地下洞室常常会出现劈裂破坏现象,尤其是在洞室高边墙部位出现有大量平行的劈裂裂缝,这极大地影响了地下洞室稳定性,给地下工程施工与运行安全进行带来了严重的危害,如何有效防范和控制高边墙洞室的劈裂破坏已成为一个亟待解决的重要科技问题。为此,本文采用模型试验、理论分析、数值模拟相结合的综合方法,依托瀑布沟水电站地下厂房高边墙洞室工程,深入研究了高边墙洞室劈裂破坏的支护锚固机理,为高边墙洞室劈裂破坏控制提供了重要理论依据。本文主要研究成果如下:（1）根据模型试验相似理论,研制了高边墙洞室围岩相似材料、锚固注浆相似材料以及锚杆、锚索相似材料。（2）通过施工开挖与支护真三维地质力学模型试验,全景再现和真实模拟高边墙洞室施工开挖卸荷产生的围岩劈裂破坏现象,获得围岩位移、应力和锚杆（索）支护内力的变化规律,揭示了针对高边墙洞室劈裂破坏的岩锚支护作用效应。（3）利用复合材料力学理论,将锚杆（索）视为增强纤维,岩体视为基体,建立了针对劈裂破坏岩体的加锚横观各向同性模型,推导了加锚横观各向同性体等效弹性参数的计算方法。（4）对瀑布沟水电站地下主厂房施工开挖与支护过程进行了数值模拟,获得了围岩位移和应力的变化规律,通过与模型试验的对比验证了本文建立的加锚横观各向同性模型的可靠性。（5）通过多工况数值模拟模拟,获得了保证高边墙洞室围岩稳定的最优加锚率取值范围,为工程优化支护设计提供了科学依据。
高成路[10]（2021）在《隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法》文中提出突水灾害严重制约着我国隧道及地下工程建设向更高质量、更高效率迈进,成为交通强国战略目标实现道路上的一道阻碍。深入认识突水灾变演化过程及其灾变机理,是解决隧道施工安全防控难题的理论基础。近年来,随着计算机技术的飞速发展和数值分析方法的广泛应用,利用数值模拟手段解决工程建设难题、再现地质灾害演化过程、揭示灾变过程中关键信息演化规律逐渐成为了研究热点,也为科学认识隧道突水灾变演化过程提供了解决思路。本文以隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法为主要研究目标,针对隔水岩体在隧道开挖卸荷与地下水渗流综合作用下发生的渐进破坏过程,利用基于非局部作用思想的近场动力学方法,采用理论分析、数学推导、程序研发、算例验证以及工程应用等手段,通过将近场动力学在模拟固体材料连续-非连续变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,建立了描述流体压力驱动作用下裂隙岩体流-固耦合破坏过程的近场动力学模拟分析方法,并提出了描述隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法与三维高效求解的矩阵运算方法,构建了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,成功应用于典型岩溶隧道突水灾变过程模拟,揭示了不同影响因素对隔水岩体渐进破坏突水灾变演化过程的影响规律,为隧道突水等相关地质灾害的预测预警及安全防控提供了重要的研究手段。（1）岩体往往是由节理裂隙等不连续结构面切割而成的岩块构成的,存在明显的不连续变形特征。据此,通过引入描述节理裂隙强度弱化效应的折减系数建立了节理裂隙岩体强度折减本构模型,通过引入反映物质点不可压缩效应的短程排斥力和反映材料非均质特性的Weibull分布函数建立了描述材料在压缩荷载作用下发生非均匀破坏的近场动力学基本控制方程,并且自主研发了基于矩阵运算的三维近场动力学高效求解方法和程序,实现了近场动力学在节理裂隙岩体压缩破坏过程中的有效模拟。（2）裂隙岩体流-固耦合破坏机制是隧道岩体破坏突水灾变演化过程模拟的关键。据此,基于近场动力学非局部作用思想,建立了模拟地下水渗流的等效连续介质、离散裂隙网络介质以及孔隙-裂隙双重介质近场动力学模拟方法,结合有效应力原理,提出了反映固体材料变形破坏与地下水渗流耦合作用的物质点双重覆盖理论模型,建立了模拟裂隙岩体水力压裂过程的近场动力学流-固耦合模拟方法,揭示了裂隙岩体水力压裂过程中应力-渗流-损伤耦合作用机制。（3）开挖卸荷是诱发隧道围岩损伤破坏及突水的主要原因,目前近场动力学方法尚未在岩土工程领域广泛应用,且缺乏描述围岩卸荷过程的理论与方法。据此,提出了模拟隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法,通过与工程现场观测数据及前人研究结果进行对比,验证了该方法在模拟隧道开挖损伤区演化规律方面的有效性和可靠性,进而建立了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,实现了应力-渗流耦合作用下节理地层隧道开挖损伤区分布位置及形态的有效预测,为隧道施工过程岩体破坏突水灾变模拟提供了有效的数值方法。（4）隧道岩体破坏突水是不良地质构造与地下工程活动综合作用下发生的一种典型的连续-非连续动态变化过程,对数值模型的建立和求解提出了更高的要求。据此,应用自主研发的基于矩阵运算的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,依托歇马隧道典型溶洞突水案例,实现了模型试验尺度岩溶隧道施工过程中隔水岩体在开挖卸荷与地下水渗流综合作用下,开挖损伤区与渗透损伤区接触-融合-贯通直至突水通道形成的全过程模拟。（5）岩溶隧道突水灾变机理十分复杂,正确认识突水灾变发生条件与影响规律是突水灾害防控的基础。据此,依托歇马隧道工程实例,开展了工程尺度岩溶隧道突水灾变过程模拟,通过对比分析不同影响因素条件下隔水岩体渐进破坏与突水通道形成过程,揭示了溶洞发育规模、溶洞水压力、围岩材料性能和隧道埋深等因素对突水灾变过程的影响机制,通过防突结构最小安全厚度和突水防控措施分析,为岩溶隧道突水灾害预测预警及安全防控提供了科学指导。（6）近场动力学凭借其模拟材料损伤破坏的独特优势,在岩土工程领域拥有巨大的应用潜力,但是目前尚无成熟的数值仿真软件推广应用。据此,基于自主研发的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,利用C++与Matlab混合编程技术,开发了具有自主知识产权的界面友好、操作方便、扩展性强的适用于岩土工程问题的专业数值仿真软件——近场动力学工程仿真实验室（PESL）,为近场动力学在岩土工程及其他领域的推广应用提供了借鉴。
二、层状岩体中地下洞室的地质元稳定性分析方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、层状岩体中地下洞室的地质元稳定性分析方法（论文提纲范文）
（1）长江科学院水工岩石力学与工程应用研究进展（论文提纲范文）
| 1 研究背景 |
| 2 基础理论与数值方法 |
| 2.1 工程岩体分级理论 |
| 2.2 工程岩体分析方法 |
| 2.3 岩体非连续介质力学理论 |
| 2.4 岩体破坏细观机理 |
| 3 岩石力学试验方法与技术 |
| 3.1 试验新技术 |
| 3.2 复杂岩体力学特性 |
| 3.3 规范编制 |
| 4 岩体地应力测量技术与地应力场 |
| 4.1 复杂条件地应力测试技术 |
| 4.2 复杂条件地应力场研究 |
| 5 岩体地球物理与超前探测技术 |
| 5.1 岩体与锚固体无损探测技术 |
| 5.2 超前探测技术 |
| 6 岩土及结构锚固与灌浆加固技术 |
| 6.1 岩土与结构锚固技术 |
| 6.2 岩体隧道锚技术 |
| 6.3 岩体灌浆加固技术 |
| 7 工程应用与实践 |
| 8 结论与展望 |
| (1)新的发展。 |
| (2)新的挑战。 |
| (3)结合水工岩石力学研究，现有的成绩仍是初步的。 |
（2）岩石破裂过程分析方法在隧道工程模拟中的应用（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 隧道工程灾害主要分类 |
| 1.1 固体地质灾害 |
| 1.1.1 岩爆 |
| 1.1.2 片帮 |
| 1.1.3 软弱围岩塌方 |
| 1.1.4 块体稳定性问题 |
| 1.2 准流体地质灾害-软岩大变形 |
| 1.3 流体地质灾害 |
| 1.3.1 涌水灾害及环境效应 |
| 1.3.2 高温热害 |
| 1.3.3 瓦斯突出 |
| 2 岩体工程数值模拟方法 |
| 3 RFPA在隧道力学分析中的应用 |
| 3.1 岩石力学及破坏特性获取 |
| 3.2 RFPA在隧道工程中的应用 |
| 3.2.1 开挖条件下的隧道破坏模拟 |
| 3.2.2 层理岩体隧道开挖模拟 |
| 3.2.3 动力条件下隧道破坏模拟 |
| 3.2.4 深部围岩分区破裂模拟 |
| 3.2.5 渗流作用下隧道稳定性分析 |
| 4 RFPA方法主要开发进展 |
| 4.1 计算精度、计算规模和计算速度 |
| 4.2 大规模求解过程的并行计算 |
| 5 结论 |
（5）粉砂质板岩隧洞围岩变形破坏特征及稳定性研究（论文提纲范文）
| 1 工程概况 |
| 2 隧洞开挖揭露粉砂质板岩地质特征 |
| 2.1 岩体特征 |
| 2.2 结构面发育特征 |
| 2.3 围岩分类 |
| 3 围岩变形破坏特征 |
| 4 基于有限元的洞室稳定性分析 |
| 4.1 模型建立 |
| 4.2 计算力学参数 |
| 4.3 数值模拟结果分析 |
| 5 结论 |
（6）深部层状岩体巷道围岩松动圈形成机理及其工程应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题提出与研究意义 |
| 1.2 深部层状岩体围岩变形、破坏与支护研究综述 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究思路与方法 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 基于强度准则法计算围岩松动圈的分析与研究 |
| 2.1 岩石强度准则法计算松动圈的基本假设 |
| 2.2 基于Mohr-Coulomb准则求解 |
| 2.3 基于Drucker-Prager准则求解 |
| 2.4 基于Hoek-Brown准则求解 |
| 2.5 解析法求解松动圈在层状岩体中的应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 深部层状岩体巷道围岩失稳全过程模型试验 |
| 3.1 模型试验系统 |
| 3.2 试验方案设计 |
| 3.3 模型试验的相似准则、材料与模型制作 |
| 3.4 试验加载方案 |
| 3.5 试验监控与数据采集系统 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 深部层状岩体巷道围岩松动圈形成机理的试验分析 |
| 4.1 层状岩体巷道围岩松动圈形成过程中的围岩破裂演化分析 |
| 4.2 含软弱层围岩的松动圈及其与支护作用分析 |
| 4.3 含软弱层围岩巷道的稳定性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 层状岩体结构对松动圈形成机理的影响分析 |
| 5.1 数值计算模型与方案 |
| 5.2 加载方向对层状围岩松动圈的影响 |
| 5.3 不同层状岩体结构对松动圈形成机理的影响分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 深部大松动圈围岩穿层巷道协同控制的应用研究 |
| 6.1 工程背景 |
| 6.2 现场原位测试分析 |
| 6.3 层状围岩非对称协同控制设计 |
| 6.4 现场试验分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）锚杆的抑损止裂效应分析及锚固界面的剪切滑移模型（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 全长锚固锚杆加固工程解析解研究 |
| 1.3.2 全长锚固锚杆的理论解析力学模型 |
| 1.3.3 全长锚固锚杆的数值模拟研究 |
| 1.3.4 端锚加固工程解析解研究 |
| 1.3.5 锚杆的抑损止裂效应及锚固界面损伤的剪切滑移模型 |
| 1.4 目前研究存在的问题 |
| 1.5 本文研究内容与研究方法及技术路线 |
| 1.5.1 本文研究内容与研究方法 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 1.6 主要创新点 |
| 2 地下工程中全长锚固锚杆的抑损止裂效应分析 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 全长锚杆锚固地下工程抑损止裂解析解 |
| 2.2.1 锚杆加固后的围岩等效物理力学参数 |
| 2.2.2 锚固前后损伤变量的定义及演化方程 |
| 2.2.3 锚杆调动围岩自承载能力系数 |
| 2.2.4 锚杆调动围岩自承载能力系数的计算 |
| 2.3 算例分析 |
| 2.3.1 对比分析 |
| 2.3.2 围岩参数分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 围岩损伤对全长锚固锚杆受力的影响 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 围岩损伤影响下的巷道全长锚杆受力分析 |
| 3.2.1 损伤变量的定义及演化方程 |
| 3.2.2 考虑围岩损伤的圆形巷道解析解 |
| 3.2.3 全长锚固锚杆受力分析 |
| 3.3 算例分析 |
| 3.3.1 脆性损伤下算例分析 |
| 3.3.2 连续损伤下的算例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 地下工程中端头锚固锚杆的抑损止裂效应分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 端锚加固地下工程的等效方法 |
| 4.3 端锚加固地下工程的损伤演化方程 |
| 4.4 端锚锚固地下工程解析解 |
| 4.4.1 端锚锚固端处在弹性区 |
| 4.4.2 端锚锚固端处在塑性区 |
| 4.5 工程案例分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 锚喷支护在围岩损伤影响下的加固效应 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 四种锚喷模型 |
| 5.2.1 高锚固力情况下的锚喷力学模型 |
| 5.2.2 低锚固力情况下的锚喷力学模型 |
| 5.2.3 锚固力不稳定情况下的锚喷力学模型 |
| 5.2.4 高锚固力情况下一根锚杆脱出的锚喷力学模型 |
| 5.3 工程案例分析 |
| 5.3.1 四种模型的对比分析 |
| 5.3.2 工程案例一 |
| 5.3.3 工程案例二 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 锚索(杆)在边坡治理工程的止裂效应分析 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 裂纹的应力场分析 |
| 6.2.1 张开(Ⅰ)型裂纹的锚固前后应力场分析 |
| 6.2.2 滑移(Ⅱ)型裂纹的锚固前后应力场分析 |
| 6.2.3 锚索锚固力随时间损失的模型 |
| 6.2.4 Ⅰ型裂纹的锚固应力分析 |
| 6.2.5 Ⅱ型裂纹的锚固应力分析 |
| 6.3 顺层岩质边坡后缘张裂缝的锚固止裂分析 |
| 6.3.1 锚固力作用下的临界深度分析 |
| 6.3.2 工程实例分析 |
| 6.4 其余不利情况下的岩质边坡后缘张裂缝锚固止裂分析 |
| 6.4.1 周边修筑建筑工程的影响 |
| 6.4.2 周边地下工程爆破的影响 |
| 6.4.3 预应力锚索预应力随时间损失的影响 |
| 6.5 经典案例-湖北秭归链子崖T11 张裂缝锚固止裂分析 |
| 6.6 岩质边坡危岩锚固的止裂分析 |
| 6.6.1 锚索锚固下的危岩稳定性断裂力学分析方法 |
| 6.6.2 工程案例分析 |
| 6.7 细长岩层层状边坡的锚固止裂分析 |
| 6.7.1 细长层状边坡的力学模型研究概述 |
| 6.7.2 锚固软岩细长直立层状边坡的止裂模型 |
| 6.7.3 直立层状边坡锚固止裂算例 |
| 6.7.4 锚固细长顺层岩质边坡的止裂模型 |
| 6.7.5 顺层边坡溃屈弯曲工程案例 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 考虑锚固界面损伤的剪切滑移模型 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 FRP锚杆第一界面损伤剪切滑移模型 |
| 7.2.1 FRP锚杆第一界剪切滑移模型概述 |
| 7.2.2 FRP筋锚杆拉拔过程中剪切刚度变化规律 |
| 7.2.3 FRP筋锚杆的损伤剪切滑移模型 |
| 7.2.4 模型应用-基于荷载传递法的锚杆传力分析 |
| 7.2.5 试验与算例分析 |
| 7.3 锚杆第一界面完全解耦的三参数WEIBULL统计损伤剪切滑移模型 |
| 7.3.1 第一界面完全解耦的剪切滑移模型概述 |
| 7.3.2 第一界面完全解耦的统计损伤剪切滑移模型 |
| 7.3.3 案例验证与分析 |
| 7.3.4 参数分析 |
| 7.4 高温影响下的第一界面修正WEIBULL统计损伤剪切滑移模型 |
| 7.4.1 高温影响下的第一界面剪切滑移模型概述 |
| 7.4.2 改进的修正Weibull热损伤锚固第一界面剪切滑移模型 |
| 7.4.3 模型验证与算例分析 |
| 7.5 锚杆锚固第二界面统计损伤力学模型 |
| 7.5.1 概述 |
| 7.5.2 工程案例验证分析 |
| 7.6 模型应用-锚筋低应力脆断裂分析 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）摩擦滑动接触条件下隧洞围岩和衬砌力学分析的解析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 隧道工程围岩稳定及支护结构设计理论 |
| 1.2.1 围岩稳定和围岩压力理论发展 |
| 1.2.2 隧道工程支护结构设计理论发展 |
| 1.3 隧道工程力学分析解析研究现状 |
| 1.3.1 无衬砌隧道研究现状 |
| 1.3.2 隧道工程围岩支护相互作用研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 隧道力学分析的弹性理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平面弹性问题的基本方程 |
| 2.3 平面弹性的复变方法 |
| 2.4 保角变换与曲线坐标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光滑接触条件下非圆形有压隧洞的应力位移解析解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 求解的基本原理及方程 |
| 3.2.1 围岩和衬砌应力和位移分量的表示 |
| 3.2.2 围岩和衬砌的解析函数的形式 |
| 3.2.3 围岩和衬砌解析函数求解的基本方程 |
| 3.2.4 围岩和衬砌解析函数的求解过程 |
| 3.3 围岩和衬砌的应力位移求解 |
| 3.3.1 围岩和衬砌应力的求解 |
| 3.3.2 围岩和衬砌位移的求解 |
| 3.4 算例和分析 |
| 3.4.1 计算精度检验 |
| 3.4.2 直墙半圆拱形隧洞围岩和衬砌应力的讨论 |
| 3.4.3 马蹄形隧洞围岩和衬砌应力的讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 圆形隧洞围岩衬砌摩擦滑动接触条件下的应力解析方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本原理及方法 |
| 4.2.1 仅开挖引起的围岩位移 |
| 4.2.2 衬砌作用下应力位移的复势函数表示 |
| 4.2.3 建立方程 |
| 4.3 摩擦滑动接触的解法 |
| 4.3.1 滑动准则 |
| 4.3.2 优化模型 |
| 4.3.3 衬砌和围岩中的应力 |
| 4.3.4 基于有限元方法的衬砌与围岩接触分析原理 |
| 4.3.5 计算结果的验证 |
| 4.4 分析和讨论 |
| 4.4.1 接触面上的接触应力 |
| 4.4.2 接触面上的切向位移间断值 |
| 4.4.3 围岩开挖边界上的切向应力 |
| 4.4.4 衬砌内外边界上的切向应力 |
| 4.4.5 摩擦系数的阈值 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 摩擦滑动接触的高效解法和接触方式的判定 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基本原理及方法 |
| 5.3 摩擦滑动接触解法的优化 |
| 5.4 分析和讨论 |
| 5.4.1 围岩和衬砌接触面上的接触方式 |
| 5.4.2 衬砌和围岩各边界上切向应力的变化规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 攻读博士期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）高边墙洞室劈裂破坏岩锚支护作用机理分析研究（论文提纲范文）
| 变量注释表 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 劈裂破坏研究现状综述 |
| 1.2.2 锚固理论的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容和技术路线及创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 高边墙洞室劈裂破坏岩锚支护真三维地质力学模型试验 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 模型相似材料的研制 |
| 2.2.1 模型试验相似条件 |
| 2.2.2 围岩相似材料的研制 |
| 2.2.3 注浆相似材料的研制 |
| 2.2.4 锚杆(索)相似材料的研制 |
| 2.3 岩锚支护模型试验方案 |
| 2.3.1 工程背景 |
| 2.3.2 模型试验开挖与支护方案 |
| 2.3.3 模型试验监测方案 |
| 2.4 地质力学模型体制作 |
| 2.4.1 地质模型制作方法 |
| 2.4.2 地质力学模型制作步骤 |
| 2.4.3 模型加载与开挖方法 |
| 2.5 模型试验结果分析 |
| 2.5.1 岩锚支护作用效果 |
| 2.5.2 加锚围岩位移分布规律 |
| 2.5.3 加锚围岩应力分布规律 |
| 2.5.4 锚杆锚索内力分布规律 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 高边墙洞室劈裂破坏加锚横观各向同性模型 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 力学假设和研究思路 |
| 3.2.1 Eshelby张量 |
| 3.2.2 等效夹杂原理 |
| 3.3 加锚横观各向同性模型建立 |
| 3.3.1 加锚岩体等效弹性模量的推导 |
| 3.3.2 加锚岩体等效弹性模量的求解 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高边墙洞室劈裂破坏锚固支护数值模拟 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 数值模拟方法 |
| 4.2.1 数值模拟范围 |
| 4.2.2 加锚岩体等效力学模型参数计算 |
| 4.2.3 数值模拟结果验证 |
| 4.3 工程应用 |
| 4.3.1 计算方案 |
| 4.3.2 计算结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（10）隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道突水突变机理 |
| 1.2.2 突水灾变演化过程模拟方法 |
| 1.2.3 近场动力学在岩土工程中的应用 |
| 1.2.4 研究现状发展趋势与存在问题 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 基于矩阵运算的裂隙岩体三维近场动力学模拟 |
| 2.1 近场动力学基本理论 |
| 2.1.1 连续-非连续模拟的非局部作用思想 |
| 2.1.2 常规态型近场动力学模型 |
| 2.1.3 动态/静态问题数值求解方法 |
| 2.2 节理裂隙岩体强度折减本构模型 |
| 2.2.1 基于强度折减理论的岩体本构模型 |
| 2.2.2 岩体本构模型参数确定方法 |
| 2.3 非均质岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.3.1 岩体材料非均质特性表征 |
| 2.3.2 岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.4 基于矩阵运算的高效求解策略 |
| 2.4.1 近场动力学矩阵运算基本原理 |
| 2.4.2 近场动力学矩阵运算程序开发 |
| 2.4.3 近场动力学矩阵运算效率分析 |
| 2.5 岩体破坏三维模拟算例验证 |
| 2.5.1 完整岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.2 节理岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.3 裂隙岩体破坏过程模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂隙岩体应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 3.1 地下水渗流近场动力学模型 |
| 3.1.1 等效连续介质渗流模型 |
| 3.1.2 离散裂隙网络渗流模型 |
| 3.1.3 孔隙-裂隙双重介质渗流模型 |
| 3.2 裂隙岩体流-固耦合模拟方法 |
| 3.2.1 物质点双重覆盖理论模型 |
| 3.2.2 流-固耦合矩阵运算与程序开发 |
| 3.3 应力状态对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.3.1 应力状态对水力裂隙的影响机制 |
| 3.3.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.4 天然裂隙对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.4.1 天然裂隙与水力裂隙相互作用关系 |
| 3.4.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.5 岩体裂隙网络水力压裂过程损伤破坏规律 |
| 3.5.1 裂隙网络对水力裂隙的影响机制 |
| 3.5.2 裂隙网络岩体水力压裂模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道开挖卸荷效应近场动力学模拟 |
| 4.1 卸荷效应模拟的物质点休眠法 |
| 4.1.1 物质点休眠法基本思想 |
| 4.1.2 开挖卸荷模拟程序设计 |
| 4.2 隧道开挖损伤区模拟分析 |
| 4.2.1 隧道开挖损伤区形成机制 |
| 4.2.2 隧道开挖损伤区演化过程 |
| 4.2.3 隧道开挖围岩位移场变化规律 |
| 4.3 渗流卸荷近场动力学模拟 |
| 4.3.1 孔隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.2 裂隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.3 双重介质渗流卸荷模拟 |
| 4.4 卸荷作用下应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 4.4.1 卸荷作用下应力-渗流近场动力学模拟方法 |
| 4.4.2 卸荷作用下应力-渗流耦合模拟程序设计 |
| 4.5 隧道开挖损伤区应力-渗流耦合模拟 |
| 4.5.1 渗流对隧道开挖损伤区的影响机制 |
| 4.5.2 渗透压力对隧道开挖损伤的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 隧道隔水岩体渐进破坏突水灾变过程模拟 |
| 5.1 歇马隧道突水灾害概述 |
| 5.1.1 依托工程概况 |
| 5.1.2 工程现场突水情况 |
| 5.2 隧道岩体破坏突水地质力学模型试验 |
| 5.2.1 地质力学模型试验概述 |
| 5.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程 |
| 5.3 隧道岩体破坏突水近场动力学模型 |
| 5.3.1 隧道施工过程三维模型 |
| 5.3.2 监测断面布置情况 |
| 5.4 隧道岩体破坏突水模拟结果分析 |
| 5.4.1 围岩损伤状态分析 |
| 5.4.2 围岩渗流场分析 |
| 5.4.3 围岩位移场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 隧道隔水岩体渐进破坏突水影响因素分析 |
| 6.1 岩溶隧道突水影响因素与模型设计 |
| 6.1.1 岩溶隧道突水影响因素 |
| 6.1.2 岩溶隧道突水模拟工况设计 |
| 6.2 岩溶隧道突水灾变过程工程尺度模拟 |
| 6.2.1 工程尺度模拟三维数值模型 |
| 6.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程分析 |
| 6.3 岩溶隧道突水影响因素分析 |
| 6.3.1 溶洞发育规模 |
| 6.3.2 溶洞水压力 |
| 6.3.3 围岩弹性模量 |
| 6.3.4 围岩抗拉强度 |
| 6.3.5 隧道埋深 |
| 6.3.6 溶洞位置 |
| 6.4 基于数值模拟结果的隧道突水防控措施分析 |
| 6.4.1 最小安全厚度计算结果分析 |
| 6.4.2 岩溶隧道突水防控措施分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 近场动力学岩土工程数值仿真软件及应用 |
| 7.1 数值仿真软件研发 |
| 7.1.1 软件功能设计 |
| 7.1.2 软件架构设计 |
| 7.1.3 软件运行环境 |
| 7.2 数值仿真软件介绍 |
| 7.2.1 用户界面介绍 |
| 7.2.2 使用方法介绍 |
| 7.3 应用实例分析 |
| 7.3.1 模型概况 |
| 7.3.2 模拟结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、层状岩体中地下洞室的地质元稳定性分析方法（论文参考文献）
- [1]长江科学院水工岩石力学与工程应用研究进展[J]. 邬爱清. 长江科学院院报, 2021(10)
- [2]岩石破裂过程分析方法在隧道工程模拟中的应用[J]. 夏英杰,孟庆坤,唐春安,张永彬,赵丹晨,赵振兴. 隧道与地下工程灾害防治, 2021(03)
- [3]乌东德水电站右岸地下洞室群围岩稳定性及其洞群效应分析[D]. 王涛. 三峡大学, 2021
- [4]基于数字照相的软弱缓倾层状隧道围岩稳定性试验研究[D]. 刘德柱. 中国矿业大学, 2021
- [5]粉砂质板岩隧洞围岩变形破坏特征及稳定性研究[J]. 夏玉云,姚晨辉,周奎,柳旻,张超. 水利与建筑工程学报, 2021(03)
- [6]深部层状岩体巷道围岩松动圈形成机理及其工程应用研究[D]. 朱俊福. 中国矿业大学, 2021
- [7]锚杆的抑损止裂效应分析及锚固界面的剪切滑移模型[D]. 杨钊. 北京交通大学, 2021
- [8]摩擦滑动接触条件下隧洞围岩和衬砌力学分析的解析方法[D]. 尹崇林. 华北电力大学(北京), 2021
- [9]高边墙洞室劈裂破坏岩锚支护作用机理分析研究[D]. 余光远. 山东大学, 2021
- [10]隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法[D]. 高成路. 山东大学, 2021(11)