含地下洞室的巖石邊坡力學(xué)響應(yīng)特性與穩(wěn)定性研究

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 邊坡失穩(wěn)實(shí)例、類型與影響因素 2
1.2.1 邊坡失穩(wěn)實(shí)例 2
1.2.2 邊坡失穩(wěn)類型與影響因素 3
1.3 含地下洞室的巖石邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀與分析 7
1.4 本書主要內(nèi)容 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 含地下洞室?guī)r石邊坡施工過(guò)程有限元模擬分析 11
2.1 彈塑性基本理論 11
2.1.1 屈服準(zhǔn)則 11
2.1.2 加工硬化規(guī)律 12
2.1.3 流動(dòng)法則 12
2.1.4 彈塑性模量矩陣 13
2.2 有限元基本理論 13
2.2.1 有限元法概述 13
2.2.2 四邊形等參元 14
2.3 開(kāi)挖效應(yīng)的模擬 14
2.4 強(qiáng)度折減法計(jì)算邊坡安全系數(shù) 17
2.4.1 有限元強(qiáng)度折減法 17
2.4.2 邊坡安全系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn) 18
2.5 含矩形地下采空區(qū)巖石邊坡施工過(guò)程有限元模擬 18
2.5.1 工程概況 18
2.5.2 室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)與試驗(yàn)結(jié)果的工程處理 20
2.5.3 有限元程序設(shè)計(jì) 23
2.5.4 有限元計(jì)算模型 24
2.5.5 計(jì)算結(jié)果分析 27
2.6 本章小結(jié) 45
參考文獻(xiàn) 46
第3章 含地下采空區(qū)巖石邊坡Surpac-FLAC3D分析 48
3.1 FLAC3D與強(qiáng)度折減原理 48
3.1.1 FLAC3D原理 48
3.1.2 強(qiáng)度折減原理 51
3.2 地下采空區(qū)三維建模技術(shù) 51
3.2.1 Surpac軟件介紹 51
3.2.2 地下采空區(qū)的三維地質(zhì)模型 52
3.3 基于Surpac建模的采空區(qū)與露天開(kāi)采邊坡相互影響的FLAC3D分析 54
3.3.1 計(jì)算模型 54
3.3.2 計(jì)算方案 55
3.3.3 計(jì)算結(jié)果分析 57
3.4 本章小結(jié) 71
參考文獻(xiàn) 72
第4章 含隧道巖石邊坡振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)技術(shù) 73
4.1 試驗(yàn)設(shè)備與測(cè)試元件 73
4.1.1 振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng) 73
4.1.2 測(cè)試元件 74
4.2 模型試驗(yàn)相似關(guān)系 75
4.2.1 相似理論 75
4.2.2 模型相似關(guān)系設(shè)計(jì) 76
4.3 振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)的設(shè)計(jì) 77
4.3.1 模型箱設(shè)計(jì)與邊界處理 77
4.3.2 模型設(shè)計(jì)與傳感器布置 78
4.3.3 地震波加載方案 80
4.4 本章小結(jié) 83
參考文獻(xiàn) 84
第5章 基于振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)的含單洞隧道巖石邊坡地震響應(yīng)特性 85
5.1 高程對(duì)含隧道巖石邊坡加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 85
5.1.1 高程對(duì)邊坡水平向加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 85
5.1.2 高程對(duì)邊坡豎向加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 88
5.2 地震波類型和加載方式對(duì)含隧道巖石邊坡加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 90
5.2.1 地震波類型和加載方式對(duì)邊坡水平向加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 90
5.2.2 地震波類型和加載方式對(duì)邊坡豎向加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 94
5.3 激振強(qiáng)度對(duì)含隧道巖石邊坡加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 97
5.3.1 激振強(qiáng)度對(duì)邊坡水平向加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 97
5.3.2 激振強(qiáng)度對(duì)邊坡豎向加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 99
5.4 含隧道巖石邊坡動(dòng)位移響應(yīng)特性 102
5.5 本章小結(jié) 104
參考文獻(xiàn) 105
第6章 基于振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)的含小凈距隧道巖石邊坡地震響應(yīng)特性 106
6.1 水平向加速度響應(yīng)基本規(guī)律 106
6.2 豎向加速度響應(yīng)基本規(guī)律 110
6.3 地震波類型對(duì)含小凈距隧道巖石邊坡加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 114
6.3.1 地震波類型對(duì)邊坡水平向加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 114
6.3.2 地震波類型對(duì)邊坡豎向加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 117
6.4 激振方向和激振強(qiáng)度對(duì)含小凈距隧道巖石邊坡加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 120
6.4.1 激振方向?qū)吰录铀俣软憫?yīng)規(guī)律的影響 120
6.4.2 激振強(qiáng)度對(duì)邊坡加速度響應(yīng)規(guī)律的影響 121
6.5 含小凈距隧道巖石邊坡的動(dòng)位移響應(yīng)基本規(guī)律 122
6.6 本章小結(jié) 126
參考文獻(xiàn) 127
第7章 基于MIDAS GTS/NX的含單洞隧道巖石邊坡地震響應(yīng)特性與穩(wěn)定性分析 128
7.1 有限元?jiǎng)恿Ψ治龌驹?128
7.1.1 動(dòng)力響應(yīng)分析方法 128
7.1.2 有限元強(qiáng)度折減法 129
7.1.3 動(dòng)力響應(yīng)模型邊界條件處理 130
7.2 下伏隧道層狀巖質(zhì)邊坡地震動(dòng)力數(shù)值模擬 131
7.2.1 邊坡概況 131
7.2.2 計(jì)算模型 131
7.2.3 測(cè)點(diǎn)布置和地震波的選取 132
7.3 下伏隧道對(duì)層狀巖質(zhì)邊坡地震響應(yīng)的影響分析 134
7.3.1 振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析 134
7.3.2 有無(wú)隧道的層狀巖質(zhì)邊坡地震響應(yīng)數(shù)值模擬比較 139
7.4 本章小結(jié) 152
參考文獻(xiàn) 152
第8章 基于MIDAS GTS/NX的含小凈距隧道巖石邊坡地震響應(yīng)特性與穩(wěn)定性分析 153
8.1 數(shù)值模擬模型的建立 153
8.1.1 計(jì)算模型與邊界條件 153
8.1.2 計(jì)算參數(shù)確定與測(cè)點(diǎn)布置 155
8.1.3 地震波輸入與加載方案 155
8.2 振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析 156
8.3 地震作用下含小凈距隧道邊坡的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律 160
8.3.1 水平向位移響應(yīng) 161
8.3.2 加速度響應(yīng) 163
8.3.3 邊坡應(yīng)力場(chǎng)分析 166
8.3.4 塑性區(qū)及安全系數(shù) 169
8.3.5 有無(wú)隧道的巖石邊坡地震響應(yīng)比較 171
8.4 地震動(dòng)參數(shù)對(duì)含小凈距隧道邊坡動(dòng)力響應(yīng)的影響 176
8.4.1 地震波類型的影響 176
8.4.2 振幅的影響 176
8.4.3 頻譜的影響 177
8.4.4 持續(xù)時(shí)間的影響179
8.5 本章小結(jié) 180
參考文獻(xiàn) 181
第9章 含地下洞室(群)巖石邊坡的極限分析法 182
9.1 塑性極限分析上限定理及擬靜力法 182
9.2 含單洞隧道邊坡模型的建立 183
9.3 塑性極限分析能耗計(jì)算 185
9.3.1 外力功率 185
9.3.2 內(nèi)能耗散功率 191
9.4 地震穩(wěn)定性影響因素的敏感性分析 194
9.4.1 計(jì)算結(jié)果對(duì)比 194
9.4.2 影響因素敏感性分析 195
9.5 水平屈服加速度系數(shù)影響因素的敏感性分析 198
9.6 本章小結(jié) 202
參考文獻(xiàn) 203