地下厂房洞室群围岩破裂及变形控制

本书系国家出版基金项目——《大国重器中国超级水电工程·锦屏卷》之《地下厂房洞室群围岩破裂及变形控制》分册。全书依托锦屏一级地下厂房洞室群工程，围绕复杂地质条件下极低强度应力比和不良地质体引起的围岩破裂、时效变形等现象，以及导致的变形稳定控制难题，分析了地质条件和地应力场特征；通过三轴加卸载试验和流变试验，研究了大理岩破裂及时效力学特性，提出了洞室群布置和支护设计方案；综合采用围岩稳定耗散能、围岩破裂扩展、动态监测反馈和围岩长期稳定等多种分析方法，揭示了锦屏一级地下厂房围岩渐进破裂演化机制和能量耗散规律，形成了洞室群围岩变形稳定控制的成套技术，评价了洞室群围岩-支护结构系统的施工期稳定性和长期运行安全性。本书是锦屏一级地下厂房洞室群设计建设的成功经验和创新成果的系统总结。本书可供水利水电工程、地下工程、岩土工程等相关专业的工程技术人员、科研人员和大专院校相关专业师生参阅。

序一
序二
前言
第1章 概述
1.1 地下厂房洞室群研究现状
1.1.1 水电站地下厂房建设概况
1.1.2 地应力场分析
1.1.3 高地应力岩体破裂扩展现象
1.1.4 岩石峰后力学特性
1.1.5 岩体破裂数值模拟方法
1.2 工程技术难点及研究思路
1.2.1 工程概况
1.2.2 主要工程技术难题
1.2.3 研究思路
第2章 厂区地质环境及地应力场分析
2.1 厂区基本地质条件
2.2 围岩分类
2.3 洞室围岩稳定的主要工程地质问题
2.3.1 主要工程地质问题
2.3.2 围岩稳定性地质分析
2.4 地应力场分析方法与分布规律
2.4.1 地应力测试成果分析
2.4.2 地应力场反演分析方法
2.4.3 地应力场分布规律及特征分析
第3章 大理岩破裂及时效力学特性试验研究
3.1 大理岩破裂力学特性试验研究
3.1.1 不同应力路径下大理岩破坏特征试验研究
3.1.2 大理岩宏细观变形破坏特征与模式
3.1.3 围岩开挖卸载扩容机制分析
3.2 大理岩脆—延转换力学特性分析
3.2.1 大理岩脆—延转换特征
3.2.2 脆—延转换参数取值研究
3.3 岩石时效力学特性研究
3.3.1 大理岩时效变形规律研究
3.3.2 煌斑岩脉（X）时效变形规律分析
3.4 开挖过程中大理岩劣化过程与力学参数演化规律
3.4.1 损伤控制的循环加卸载力学试验
3.4.2 大理岩变形参数演化特征
3.4.3 大理岩强度参数演化特征
第4章 地下厂房洞室群布置及支护设计
4.1 地下厂房布置原则
4.2 地下厂房布置方案选择
4.2.1 地下厂房布置方案拟定
4.2.2 地下厂房布置方案研究
4.2.3 地下厂房布置方案比选
4.3 地下厂房布置格局和位置选择研究
4.3.1 布置格局
4.3.2 地下厂房位置选择
4.3.3 洞室轴线研究
4.3.4 尾调室型式选择
4.3.5 三大洞室间距
4.4 洞室群布置与开挖支护设计
4.4.1 洞室群布置设计
4.4.2 地下洞室群开挖设计
4.4.3 地下厂房围岩支护强度研究
4.4.4 围岩系统支护设计
4.5 洞室群围岩稳定初步分析
4.5.1 围岩稳定性分析方法
4.5.2 洞室群围岩稳定性分析
第5章 围岩稳定耗散能分析与支护时机选择
5.1 围岩稳定耗散能理论分析方法
5.1.1 围岩总抗能
5.1.2 围岩耗散能
5.1.3 割线弹性模量
5.1.4 卸载模量
5.1.5 围岩破裂过程的泊松比
5.2 支护结构的抗能研究
5.2.1 围岩支护结构的模拟
5.2.2 锚杆、锚索对围岩的支护作用
5.3 围岩稳定耗散能分析
5.3.1 围岩耗散能稳定分析模型（EDM）有限元计算流程
5.3.2 岩体破坏的能量耗散比判据
5.3.3 围岩松弛破坏及稳定性
5.4 围岩合理支护时机研究
5.4.1 合理支护时机研究背景
5.4.2 围岩合理支护时机
5.4.3 很优支护时间敏感性分析
5.5 预应力锚索锁定系数
5.5.1 锁定系数研究现状
5.5.2 围岩时效变形机理
5.5.3 锁定系数推导
第6章 围岩破裂扩展分析方法与演化机制研究
6.1 围岩变形破裂现象及卸载松弛特征
6.1.1 围岩变形破坏现象及特征
6.1.2 围岩卸载松弛特征
6.2 围岩破裂与扩展分析方法研究
6.2.1 围岩脆—延转换本构模型及参数取值
6.2.2 围岩破裂扩展本构模型
6.2.3 围岩破裂扩展的数值分析方法
6.2.4 分析方法合理性验证
6.3 围岩渐进破裂与扩展机理分析
6.3.1 围岩变形破裂特征
6.3.2 围岩渐进破裂演化分析
6.3.3 围岩细观破裂演化规律
6.4 围岩稳定性评价
6.4.1 破裂特征及规律
6.4.2 断层结构和洞群效应对稳定性的影响
6.4.3 围岩破裂扩展的时效性
6.4.4 围岩整体稳定评价
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