含地下洞室的巖石邊坡力學響應特性與穩(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)實例、類型與影響因素 2
1.2.1 邊坡失穩(wěn)實例 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 9
第2章 含地下洞室?guī)r石邊坡施工過程有限元模擬分析 11
2.1 彈塑性基本理論 11
2.1.1 屈服準則 11
2.1.2 加工硬化規(guī)律 12
2.1.3 流動法則 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 開挖效應的模擬 14
2.4 強度折減法計算邊坡安全系數(shù) 17
2.4.1 有限元強度折減法 17
2.4.2 邊坡安全系數(shù)取值標準 18
2.5 含矩形地下采空區(qū)巖石邊坡施工過程有限元模擬 18
2.5.1 工程概況 18
2.5.2 室內(nèi)力學試驗與試驗結(jié)果的工程處理 20
2.5.3 有限元程序設計 23
2.5.4 有限元計算模型 24
2.5.5 計算結(jié)果分析 27
2.6 本章小結(jié) 45
參考文獻 46
第3章 含地下采空區(qū)巖石邊坡Surpac-FLAC3D分析 48
3.1 FLAC3D與強度折減原理 48
3.1.1 FLAC3D原理 48
3.1.2 強度折減原理 51
3.2 地下采空區(qū)三維建模技術 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)與露天開采邊坡相互影響的FLAC3D分析 54
3.3.1 計算模型 54
3.3.2 計算方案 55
3.3.3 計算結(jié)果分析 57
3.4 本章小結(jié) 71
參考文獻 72
第4章 含隧道巖石邊坡振動臺模型試驗技術 73
4.1 試驗設備與測試元件 73
4.1.1 振動臺系統(tǒng) 73
4.1.2 測試元件 74
4.2 模型試驗相似關系 75
4.2.1 相似理論 75
4.2.2 模型相似關系設計 76
4.3 振動臺模型試驗的設計 77
4.3.1 模型箱設計與邊界處理 77
4.3.2 模型設計與傳感器布置 78
4.3.3 地震波加載方案 80
4.4 本章小結(jié) 83
參考文獻 84
第5章 基于振動臺模型試驗的含單洞隧道巖石邊坡地震響應特性 85
5.1 高程對含隧道巖石邊坡加速度響應規(guī)律的影響 85
5.1.1 高程對邊坡水平向加速度響應規(guī)律的影響 85
5.1.2 高程對邊坡豎向加速度響應規(guī)律的影響 88
5.2 地震波類型和加載方式對含隧道巖石邊坡加速度響應規(guī)律的影響 90
5.2.1 地震波類型和加載方式對邊坡水平向加速度響應規(guī)律的影響 90
5.2.2 地震波類型和加載方式對邊坡豎向加速度響應規(guī)律的影響 94
5.3 激振強度對含隧道巖石邊坡加速度響應規(guī)律的影響 97
5.3.1 激振強度對邊坡水平向加速度響應規(guī)律的影響 97
5.3.2 激振強度對邊坡豎向加速度響應規(guī)律的影響 99
5.4 含隧道巖石邊坡動位移響應特性 102
5.5 本章小結(jié) 104
參考文獻 105
第6章 基于振動臺模型試驗的含小凈距隧道巖石邊坡地震響應特性 106
6.1 水平向加速度響應基本規(guī)律 106
6.2 豎向加速度響應基本規(guī)律 110
6.3 地震波類型對含小凈距隧道巖石邊坡加速度響應規(guī)律的影響 114
6.3.1 地震波類型對邊坡水平向加速度響應規(guī)律的影響 114
6.3.2 地震波類型對邊坡豎向加速度響應規(guī)律的影響 117
6.4 激振方向和激振強度對含小凈距隧道巖石邊坡加速度響應規(guī)律的影響 120
6.4.1 激振方向?qū)吰录铀俣软憫?guī)律的影響 120
6.4.2 激振強度對邊坡加速度響應規(guī)律的影響 121
6.5 含小凈距隧道巖石邊坡的動位移響應基本規(guī)律 122
6.6 本章小結(jié) 126
參考文獻 127
第7章 基于MIDAS GTS/NX的含單洞隧道巖石邊坡地震響應特性與穩(wěn)定性分析 128
7.1 有限元動力分析基本原理 128
7.1.1 動力響應分析方法 128
7.1.2 有限元強度折減法 129
7.1.3 動力響應模型邊界條件處理 130
7.2 下伏隧道層狀巖質(zhì)邊坡地震動力數(shù)值模擬 131
7.2.1 邊坡概況 131
7.2.2 計算模型 131
7.2.3 測點布置和地震波的選取 132
7.3 下伏隧道對層狀巖質(zhì)邊坡地震響應的影響分析 134
7.3.1 振動臺模型試驗與數(shù)值模擬結(jié)果對比分析 134
7.3.2 有無隧道的層狀巖質(zhì)邊坡地震響應數(shù)值模擬比較 139
7.4 本章小結(jié) 152
參考文獻 152
第8章 基于MIDAS GTS/NX的含小凈距隧道巖石邊坡地震響應特性與穩(wěn)定性分析 153
8.1 數(shù)值模擬模型的建立 153
8.1.1 計算模型與邊界條件 153
8.1.2 計算參數(shù)確定與測點布置 155
8.1.3 地震波輸入與加載方案 155
8.2 振動臺模型試驗與數(shù)值模擬結(jié)果對比分析 156
8.3 地震作用下含小凈距隧道邊坡的動力響應規(guī)律 160
8.3.1 水平向位移響應 161
8.3.2 加速度響應 163
8.3.3 邊坡應力場分析 166
8.3.4 塑性區(qū)及安全系數(shù) 169
8.3.5 有無隧道的巖石邊坡地震響應比較 171
8.4 地震動參數(shù)對含小凈距隧道邊坡動力響應的影響 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)時間的影響179
8.5 本章小結(jié) 180
參考文獻 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 計算結(jié)果對比 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 203