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渗流-应力-损伤耦合作用下层状岩体损伤破裂过程及隧道开挖损伤区评估


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渗流-应力-损伤耦合作用下层状岩体损伤破裂过程及隧道开挖损伤区评估
  • 书号：9787030729385
    作者：陈宇龙
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：B5
  • 页数：204
    字数：273000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2022-08-01
  • 所属分类：
  • 定价： ￥98.00元
    售价： ￥77.42元
  • 图书介质:
    纸质书

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本书依托典型的遭遇复杂地质段的特长隧道工程——重庆南川至贵州道真高速公路马嘴隧道，以层状岩体隧道出现格栅架扭曲变形、拱顶喷射混凝土开裂及底鼓等大变形现象为工程背景，综合应用室内试验、数值模拟、理论分析、物理模拟和现场检测等方法，辅以扫描电子显微镜扫描、计算机断层扫描技术等细观试验手段，先后研究层状含水页岩和层状复合岩体的损伤特性、隧道支护结构的支护作用机理及隧道开挖损伤区的计算与检测方法。根据试验结果建立渗流-应力-损伤耦合模型，对多场耦合及支护结构共同作用下的层状含孔洞试件进行真三轴数值计算研究，分析其损伤演化规律。将数值计算模型应用于现场隧道开挖损伤区的计算，并通过地质雷达和岩体三维超声成像检测对数值模拟结果进行验证。本书部分插图附彩图二维码，见封底。
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    第1章 绪论 1
    1.1 研究背景及意义 1
    1.2 国内外研究现状概述 4
    1.2.1 渗流-应力-损伤耦合研究现状 4
    1.2.2 复合岩体损伤破裂过程研究现状 8
    1.2.3 支护结构作用机理研究现状 9
    1.2.4 开挖损伤区研究现状 15
    1.3 本书的主要内容 16
    第2章 层状含水岩石损伤特性 18
    2.1 引言 18
    2.2 试验研究工程背景 19
    2.3 试验方案设计 21
    2.3.1 试样采集及制备 21
    2.3.2 室内岩石力学试验方案 23
    2.3.3 细观试验方案 25
    2.3.4 数值模拟试验方案 26
    2.4 页岩微结构 27
    2.5 单轴压缩试验结果 28
    2.5.1 单轴压缩下破坏模式 30
    2.5.2 单轴压缩应力-应变曲线 32
    2.6 三轴压缩试验结果 35
    2.6.1 三轴压缩下破坏模式 35
    2.6.2 三轴压缩应力-应变曲线 37
    2.6.3 围压对含水页岩强度的影响规律 41
    2.6.4 含水率对页岩强度的影响规律 42
    2.7 巴西劈裂试验结果 43
    2.7.1 巴西劈裂破坏模式 43
    2.7.2 层理和水对抗拉强度的影响规律 45
    2.7.3 声发射试验结果 48
    2.8 分级加载蠕变试验结果 50
    2.8.1 层理角度对页岩蠕变规律的影响 51
    2.8.2 含水率对页岩蠕变规律的影响 53
    2.8.3 页岩蠕变模型 55
    2.8.4 考虑含水损伤的页岩蠕变模型 57
    2.9 水对含层理页岩的损伤机理 60
    2.10 本章小结 63
    第3章 页岩的各向异性屈服准则及渗流-应力-损伤耦合模型 65
    3.1 引言 65
    3.2 页岩的各向异性 66
    3.3 考虑页岩固有各向异性的屈服准则 68
    3.4 渗流-应力-损伤耦合模型 71
    3.4.1 损伤演化模型 71
    3.4.2 基于逾渗理论的渗透性演化方程 75
    3.4.3 渗流-应力-损伤耦合模型建立 79
    3.5 本章小结 81
    第4章 层状复合岩体损伤演化规律及分形特征 82
    4.1 引言 82
    4.2 试件制备及试验方案 83
    4.2.1 试件制备 83
    4.2.2 试验方案 85
    4.3 试验结果 86
    4.3.1 应力-应变与声发射特征 87
    4.3.2 破坏模式 90
    4.3.3 CT图像 93
    4.4 损伤破裂分形特征 97
    4.5 讨论 101
    4.6 本章小结 102
    第5章 隧道支护结构作用机理 103
    5.1 引言 103
    5.2 单轴压缩下锚杆类型对加锚岩石力学性质的影响 104
    5.2.1 试件制备及加锚材料选取 104
    5.2.2 单轴压缩试验方案 106
    5.2.3 单轴压缩试验结果 107
    5.2.4 单轴压缩试验结论 115
    5.3 钢拱架-混凝土组合梁抗弯性能 116
    5.3.1 试件制作 116
    5.3.2 三点弯曲试验方案 117
    5.3.3 三点弯曲试验结果 117
    5.3.4 三点弯曲试验结论 122
    5.4 层状岩体隧道支护特性现场试验 123
    5.4.1 试验现场概况 124
    5.4.2 锚杆支护特性现场测试 125
    5.4.3 钢拱架支护特性现场测试 130
    5.5 本章小结 133
    第6章 含孔洞加锚岩石力学特性及裂纹扩展规律 135
    6.1 引言 135
    6.2 试件制备及试验方案 138
    6.2.1 试件制备 138
    6.2.2 试验方案 139
    6.3 试验结果 140
    6.3.1 应力-应变曲线 140
    6.3.2 含孔洞加锚试件的破坏形态 145
    6.3.3 孔洞损伤破坏情况 148
    6.3.4 试件破裂裂纹CT细观分析 150
    6.4 渗流-应力-损伤耦合下真三轴数值模拟试验 152
    6.4.1 数值模拟试验方案 152
    6.4.2 数值模拟试验结果 157
    6.5 支护结构对试件的锚固作用机理 162
    6.6 讨论 165
    6.7 本章小结 168
    第7章 层状岩体隧道开挖损伤区模拟与测试 169
    7.1 引言 169
    7.2 开挖损伤区定义 170
    7.3 开挖损伤区数值模拟 172
    7.3.1 数值计算模型 172
    7.3.2 数值计算结果 174
    7.4 开挖损伤区现场评估 176
    7.4.1 地质雷达探测 176
    7.4.2 三维超声成像检测 179
    7.4.3 3DEC模拟与现场检测结果 180
    7.5 本章小结 181
    参考文献 183
    编后记 205
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