深埋引水隧洞围岩-支护系统时效力学特性与长期稳定性

目录第1章绪论11.1引言11.2深埋引水隧洞围岩-支护系统时效力学问题的研究现状21.2.1岩石流变基本概念21.2.2围岩支护结构蠕变特性41.2.3工程岩体蠕变力学模型61.2.4水对隧洞围岩与结构的影响81.2.5隧洞围岩与结构性态监测感知技术101.2.6围岩损伤评价与长期稳定性分析121.3本书的主要内容13第2章深埋引水隧洞结构性态与检测装备152.1引言152.2结构性态长期跟踪监测162.2.1围岩变形监测162.2.2锚杆应力监测182.2.3衬砌应变监测192.2.4围岩渗透压力监测202.2.5衬砌破坏监测212.3多元协同水下检测系统222.3.1系统整体构造222.3.2系统控制流程252.3.3系统工作原理252.3.4系统技术特性282.3.5模拟测试分析282.3.6关键问题讨论31第3章深埋引水隧洞开挖损伤围岩蠕变特性测试333.1引言333.2三轴蠕变试验343.2.1前期准备工作343.2.2试验方案设计353.2.3具体测试流程383.3时效变形特性393.3.1应变-时间*线393.3.2蠕变变形能力403.4长期强度特征423.5时效破裂机理433.5.1宏观破坏模式433.5.2蠕变破坏机理45第4章深埋引水隧洞围岩-支护系统物理模型试验484.1引言484.2模型试验相似理论494.2.1相似模型分类494.2.2模型相似条件494.3深部硬岩相似材料研制554.3.1相似材料研制方法554.3.2相似材料配比试验554.3.3相似材料物理力学参数574.4深埋引水隧洞围岩-支护系统时效物理模型试验594.4.1试验加载系统594.4.2物理模型制作594.4.3加载方案设计614.4.4监测系统布置634.5深埋引水隧洞围岩-支护系统时效物理模型试验结果分析644.5.1变形演化规律644.5.2损伤破裂过程684.5.3时效破坏机制73第5章深埋引水隧洞开挖损伤围岩时效力学模型785.1引言785.2蠕变元件组合模型理论795.2.1基本流变元件795.2.2元件组合规则815.2.3**元件组合模型815.3隧洞围岩蠕变模型845.3.1考虑应力影响的改进黏弹性元件845.3.2考虑孔压效应的损伤黏塑性元件865.3.3非线性VEPD蠕变模型构建875.4蠕变模型数值实现915.4.1渗流控制方程925.4.2应力控制方程935.4.3二次开发流程955.5模型参数辨识与验证965.5.1模型参数辨识965.5.2孔隙压力对蠕变参数的影响规律985.5.3模型的标定与验证99第6章深埋引水隧洞围岩-支护系统长期安全评价方法1026.1引言1026.2隧洞围岩开挖损伤的综合预测方法1036.2.1基于Q系统的高应力硬脆性岩体力学参数的修正估计1036.2.2基于钻孔壁图像和声波测试结果分析的Q-参数评级与调整1066.2.3考虑岩体力学参数劣化的围岩损伤定量评价1086.2.4工程适用性验证1116.3锚杆/锚索三段式强度模型与整体破坏度指标1186.3.1锚杆/锚索三线性模型1186.3.2锚杆/锚索安全性评价指标1226.4模拟砂浆锚杆系统力学特性的局部均一化方法1236.4.1锚固岩体特征体单元的局部均一化1246.4.2局部均一化方法的理论背景与数值实现1256.4.3输入参数的确定1286.4.4模型验证及工程应用1306.5围岩-锚杆-衬砌安全性评价指标与可靠度分析方法1336.5.1围岩-锚杆-衬砌安全性态综合评价指标1336.5.2围岩-锚杆-衬砌协同承载的可靠度分析方法136第7章工程应用案例1437.1引言1437.2锦屏二级水电站深埋引水隧洞工程概况1437.2.1工程总体布置1437.2.2工程区域地质情况1447.2.3深埋引水隧洞地应力场条件1457.3工程区三维初始地应力场反演1487.3.1地应力反演的基本理论与方法1487.3.2区域地应力反演计算1527.4隧洞施工期围岩短期力学响应分析与验证1587.4.1计算模型与计算方案1587.4.2基于CESPA的围岩力学参数估计1607.4.3施工开挖初期的围岩变形损伤初步分析1627.5隧洞运营期围岩-支护系统长期力学响应预测1657.5.1蠕变分析流程1657.5.2计算条件与计算参数1667.5.3长期运营过程的围岩变形损伤演化分析168参考文献175