深部洞室破坏机理与围岩稳定分析理论方法及应用2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 国内外研究现状分析3

1.3 本书主要研究内容及成果12

第2章 深部洞室分区破裂模型试验14

2.1 引言14

2.2 模型相似材料14

2.3 模型试验系统研制17

2.4 分区破裂地质力学模型试验过程与方法21

2.4.1 模型试验方案21

2.4.2 模型制作方法23

2.4.3 模型量测方法25

2.4.4 模型加载与开挖方法27

2.5 分区破裂的产生条件29

2.5.1 模型洞周破裂现象的对比分析29

2.5.2 模型洞周位移和应变变化规律36

2.5.3 深部洞室分区破裂的产生条件39

2.6 分区破裂的影响因素41

2.6.1 洞形和地质构造分布的影响41

2.6.2 分区破裂影响因素分析52

2.7 模型试验与现场观测结果对比52

2.8 本章小结53

第3章 深部洞室分区破裂的理论分析55

3.1 引言55

3.2 应变局部化与分区破裂现象55

3.3 应变梯度弹性损伤本构关系57

3.3.1 应变梯度和高阶应力的引入57

3.3.2 应变梯度弹性损伤本构关系推导60

3.4 基于应变梯度的分区破裂非线性弹性损伤软化模型64

3.4.1 岩石材料非线性损伤演化规律64

3.4.2 分区破裂非线性弹性损伤软化模型68

3.4.3 深部巷道分区破裂位移平衡方程推导71

3.5 深部圆形巷道位移和应力求解与模型试验对比分析74

3.5.1 圆形巷道位移和应力求解方法74

3.5.2 理论计算与模型试验结果的对比分析78

3.6 本章小结80

第4章 深部洞室分区破裂数值模拟方法82

4.1 引言82

4.2 分区破裂能量损伤破坏准则82

4.2.1 岩石破坏与能量耗散82

4.2.2 基于应变梯度的单元破坏准则83

4.3 分区破裂数值模拟分析方法86

4.3.1 本构方程的矩阵形式86

4.3.2 高阶六面体单元的构建88

4.3.3 分区破裂单元破坏的判定方法98

4.4 依托ABAQUS平台的分区破裂计算程序开发99

4.5 分区破裂数值模拟结果及分析104

4.5.1 圆形巷道分区破裂数值模拟104

4.5.2 含软弱夹层洞室分区破裂数值模拟108

4.5.3 非圆形洞室分区破裂数值模拟112

4.5.4 最大主应力对洞室破裂方式的影响119

4.5.5 洞室形状对分区破裂的影响分析121

4.6 深部洞室分区破裂的形成机理123

4.7 本章小结125

第5章 地下洞室初始地应力场的反演方法126

5.1 引言126

5.2 初始地应力的影响因素127

5.3 初始地应力回归分析与拟合方法129

5.4 双江口水电站地下厂房厂区初始地应力场的反演131

5.4.1 数值计算模型131

5.4.2 岩体计算参数132

5.4.3 地下厂房厂区初始地应力实测结果分析133

5.4.4 地下厂房厂区初始地应力的回归分析134

5.4.5 地下厂房厂区初始地应力函数136

5.5 大岗山水电站地下厂房厂区初始地应力场的反演138

5.5.1 工程概况138

5.5.2 初始地应力实测结果139

5.5.3 地应力反演计算条件142

5.5.4 实测地应力的转换143

5.5.5 地下厂房厂区初始地应力回归分析144

5.5.6 地下厂房厂区初始地应力函数147

5.6 本章小结149

第6章 大型地下厂房施工期围岩力学参数动态反演与开挖稳定性分析151

6.1 正交设计效应优化位移反分析法151

6.1.1 正交试验设计151

6.1.2 反演目标函数153

6.1.3 效应优化分析153

6.1.4 力学参数反演流程与计算步骤155

6.2 大岗山地下厂房围岩力学参数动态反演分析157

6.2.1 数值计算模型157

6.2.2 地下厂房第七层开挖围岩力学参数的动态反演与分析159

6.2.3 地下厂房第八层开挖围岩力学参数的动态反演与分析169

6.2.4 地下厂房第九层开挖围岩力学参数的动态反演与分析180

6.2.5 洞室锚杆与锚索受力分析189

6.3 本章小结196

第7章 超深埋缝洞型油藏溶洞垮塌破坏机制与储油裂缝闭合规律研究198

7.1 引言198

7.2 塔河油田超埋深碳酸盐岩力学试验198

7.2.1 现场取样与标准试件制备199

7.2.2 碳酸盐岩力学参数测试204

7.2.3 碳酸盐岩微细观破裂机制208

7.3 超深埋碳酸盐岩溶洞垮塌破坏三维地质力学模型试验210

7.3.1 超高压智能数控真三维加载模型试验系统的研制211

7.3.2 模型试验设计方案218

7.3.3 模型相似材料研制219

7.3.4 模型加载方法与测试仪器布置224

7.3.5 模型制作与测试方法226

7.3.6 模型试验结果分析229

7.3.7 模型试验研究结论234

7.4 缝洞型油藏溶洞垮塌破坏的数值模拟234

7.4.1 数值分析模型与计算条件234

7.4.2 溶洞垮塌破坏判据235

7.4.3 溶洞临界垮塌深度的二分深度折减法236

7.4.4 不同洞形溶洞的垮塌破坏特征与垮塌影响范围237

7.4.5 不同洞形溶洞临界垮塌深度的预测公式243

7.4.6 不同洞形溶洞临界垮塌顶板厚度与临界垮塌洞跨预测公式250

7.4.7 不同洞形溶洞垮塌多因素敏感性分析253

7.4.8 不同洞形溶洞稳定性分析比较257

7.5 缝洞型裂缝闭合规律的数值模拟分析259

7.5.1 缝内降压速率对裂缝闭合规律的影响259

7.5.2 裂缝倾角对裂缝闭合规律的影响分析268

7.5.3 裂缝长度对裂缝闭合规律的影响分析277

7.5.4 裂缝宽度对裂缝闭合规律的影响分析284

7.5.5 地层降压幅度对裂缝闭合规律的影响分析291

7.6 本章小结296

参考文献299