岩土塑性理论及其地下工程中的应用

本书在介绍经典塑性力学基本理论的基础上，阐述了岩土材料的基本力学特性、屈服条件、流动法则和本构关系，并侧重于岩土塑性极限分析理论及应用。采用岩土塑性极限分析理论对工程实例进行分析、计算和设计，并通过数值模拟、相似材料实验和现场实测进行验证，说明其有效性。靠前章介绍了塑性力学的基础理论及相关重要概念，以及岩土塑性本构关系；第2章介绍了岩土材料的滑移线理论与极限分析的上、下限定理，并以地下工程支护技术中的圆形条带碹为例阐述了极限分析上、下限法的应用；第3章介绍了塑性极限分析理论在地下硐室底板稳定性及相应控制技术中的应用；第4章通过模型试验研究极限状态下地下硐室底板的稳定性；第5章对极限状态下的巷道底板稳定性进行数值模拟研究。本书可以作为土木工程、采矿工程等相关专业研究生的塑性力学教材，也可以作为广大岩土力学科研及工程技术人员的参考资料。

1岩土塑性理论基本概念
1.1岩土塑性理论简介
1.2土的压缩试验结果
1.2.1土的单向固结压缩试验
1.2.2土的三轴剪切试验结果
1.3岩土材料的基本力学特征
1.3.1岩土材料的基本特性
1.3.2岩土材料的基本力学特性
1.3.3岩土塑性力学的基本假设
1.4应力张量及其不变量
1.4.1八面体应力与等效应力
1.4.2主应力空间及偏平面
1.4.3应变张量分解及其不变量
1.4.4应变率张量与应变增量
1.5屈服与破坏准则
1.5.1屈服与破坏
1.5.2金属类材料的屈服与破坏准则
1.5.3岩土材料的屈服与破坏准则
1.6加卸载准则与塑性流动法则
1.6.1加卸载准则
1.6.2塑性流动法则
1.7硬化规律
1.7.1硬化模型
1.7.2硬化模量与硬化规律
1.8岩土塑性本构关系
1.8.1弹塑性增量本构关系的一般表达式
1.8.2岩土弹塑性本构模型
1.8.3岩土黏弹塑性本构模型
2岩土塑性滑移线理论与极限分析理论
2.1概述
2.2经典滑移线理论与滑移线法
2.2.1应力滑移线场及其性质
2.2.2速度滑移场及其性质
2.2.3间断值定理
2.2.4边界条件
2.2.5基本边值问题及数值积分法
2.3岩土材料的滑移线理论与滑移线法
2.3.1基本假设与基本方程
2.3.2应力滑移线场及其性质
2.3.3速度滑移线及其性质
2.4极限分析的上、下限定理
2.4.1耗散函数
2.4.2小变形假设下的虚功原理
2.4.3极限分析的上、下限定理
2.5极限分析的上限方法
2.5.1速度间断面及相容破损机构
2.5.2能量耗散率的表达式
2.5.3关于上限方法的有效性简述
2.5.4上限方法的应用：条形基础下Coulomb材料的极限平衡问题
2.6极限分析的下限方法
2.6.1间断应力分布及均匀应力场叠加
2.6.2半无限平面上的条形基础间断应力场
2.6.3半平面体承受深埋基础荷载的下限解
2.7圆形条带碹塑性极限分析
2.7.1圆形条带碹的塑性力学分析方法
2.7.2圆形条带碹支护压力的上限解
2.7.3圆形条带碹支护压力的下限解
2.7.4圆形条带碹支护地压分析
3基于塑性极限分析的巷道底板稳定性及控制技术研究
3.1基于塑性极限分析的巷道底板稳定性的滑移线解答
3.1.1巷道底板变形的Prandtl解答
3.1.2巷道底板变形的Hill解答
3.1.3反底拱支护后巷道底板的应力场分析
3.2基于塑性极限分析的底鼓控制技术力学效应分析及支护参数设计
3.2.1底板锚杆控制底鼓的原理和方法
3.2.2抗滑桩控制底鼓的原理和方法
3.2.3反底拱控制巷道底鼓的原理和方法
3.3抗滑桩联合底板锚杆控制硐室底鼓的实例
3.3.1工程概况
3.3.2底板支护方案设计
3.3.3支护效果评价
4极限状态下巷道底板稳定性的模型试验研究
4.1数字散斑相关方法的理论与应用
4.1.1数字散斑相关方法的原理
4.1.2数字散斑相关方法的仪器设备及操作步骤
4.1.3数字散斑相关方法在岩土工程中的应用
4.1.4二维数字散斑相关测量系统
4.2模型试验的相似条件
4.2.1基本概念
4.2.2模型试验相似三定理
4.2.3相似模拟的定义
4.2.4模型材料研制的基本原则
4.3模型试验的准备
4.3.1试验箱的制备
4.3.2试验模型材料的选取与制备
4.4试验方案及实施过程
4.4.1试验原理
4.4.2试验方案
4.4.3试验过程
4.5试验结果分析
4.5.1模型一的试验结果分析
4.5.2模型二的试验结果分析
4.6模型试验与数值模拟的对比
4.6.1模型一的对比结果分析
4.6.2模型二的对比结果分析
5极限状态下巷道底板稳定性的数值模拟研究
5.1数值模型的建立
5.1.1FLAC简介
5.1.2工程背景简介
5.1.3巷道模型的建立
5.2影响底板稳定性因素分析
5.2.1巷道宽度对底板变形模式的影响
5.2.2垂直压力对底板变形模式的影响
5.2.3衬砌厚度对底板变形模式的影响
5.2.4开挖反拱对底板变形模式的影响
参考文献