复杂地质隧道围岩稳定与结构设计理论

目录
第一章 绪论 1
第一节 国内外研究现状及发展动态分析 1
一、软岩隧道开挖面稳定性研究现状 1
二、岩溶突水灾害发生机理研究现状 4
三、岩溶衬砌水压力研究现状 6
四、寒区隧道温度场研究现状 10
五、寒区隧道围岩变形研究现状 12
六、强震山区隧道震害研究现状 13
第二节 主要研究内容及其创新性 15
第三节 应用前景分析 16
第二章 软岩隧道开挖面变形计算理论 18
第一节 概述 18
第二节 软岩隧道塌方灾害特征及诱发因素分析 18
一、软岩隧道塌方灾害特征 19
二、软岩隧道塌方灾害分析 19
三、小结 28
第三节 软岩隧道开挖面变形计算方法 28
一、基本假设 28
二、本构方程 29
三、软岩隧道开挖面变形计算公式 31
四、理论计算参数确定 42
五、理论计算结果分析 43
六、小结 46
第四节 软岩隧道开挖面变形响应特征 47
一、分析建模 47
二、不同施工工况对开挖面变形的影响 49
三、不同埋深对开挖面挤出运动的影响 55
四、超前锚杆加固对开挖面变形的影响 57
五、小结 62
第三章 岩溶隧道岩盘水力破坏机制 63
第一节 概述 63
一、突水事故对工程建设和人员造成危害 64
二、突水事故产生地面塌陷和地面沉降 65
三、突水造成隧道周围水资源减少或枯竭 65
四、突水造成水质变差及周围水环境污染 65
第二节 岩溶隧道突水灾害特征及影响因素分析 66
一、岩溶隧道突水灾害特征 67
二、影响岩溶隧道突水灾害因素分析 68
三、小结 74
第三节 岩溶隧道岩盘安全厚度计算方法 74
一、假设条件 74
二、溶腔隐伏洞位于隧道顶部 76
三、溶腔隐伏洞位于隧道底部 83
四、溶腔隐伏洞位于隧道侧部 88
五、算例分析 93
六、小结 95
第四节 岩溶隧道突水发生机理数值分析 96
一、溶腔隐伏洞位于隧道顶部时岩盘安全厚度数值模拟分析 96
二、溶腔隐伏洞位于隧道底部时岩盘安全厚度数值模拟分析 102
三、溶腔隐伏洞位于隧道侧部时岩盘安全厚度数值模拟分析 107
四、小结 111
第四章 岩溶隧道衬砌水压力计算理论 113
第一节 概述 113
第二节 隧道衬砌水压力特征及影响因素分析 114
一、隧道衬砌水压力特征 114
二、影响因素分析 118
三、小结 128
第三节 高水压山岭隧道衬砌水压力计算方法 129
一、隧道衬砌水压力计算基本理论 129
二、高水压山岭隧道衬砌水压力计算方法 132
三、高水压山岭隧道衬砌水压力及涌水量计算分析 141
四、小结 149
第四节 高水压山岭隧道衬砌水荷载及相关问题数值分析 149
一、计算模型及物理力学参数 150
二、计算结果与分析 156
三、小结 167
第五章 寒区隧道洞口段温度场计算理论 169
第一节 概述 169
第二节 冻土隧道冻害特征以及影响因素分析 170
一、隧道冻害统计分析 170
二、冻土隧道冻害分布特征及其分类 176
三、多年冻土隧道冻害防治措施 179
四、小结 181
第三节 多年冻土隧道抗冻设防长度计算方法 181
一、基本假设 181
二、多年冻土隧道横断面温度场解析解 182
三、多年冻土隧道纵断面温度场解析解 192
四、理论计算参数的确定 195
五、理论计算结果分析 196
六、多年冻土隧道抗冻设防长度理论计算长度 199
七、小结 201
第四节 多年冻土隧道温度场分布特征数值模拟 201
一、计算模型 201
二、计算参数 205
三、边界及初始条件 205
四、隧道洞口与山顶温度以及洞口速度荷载 206
五、多年冻土隧道纵向温度场分布特征 206
六、多年冻土隧道横向温度场分布特征 212
七、多年冻土隧道抗冻设防长度 213
八、小结 214
第六章 融化作用下寒区隧道围岩弹塑性分析 216
第一节 概述 216
第二节 多年冻土隧道围岩变形破坏特征及诱发因素分析 217
一、冻土的分布与组成 217
二、融化作用下多年冻土围岩变形破坏形式 221
三、多年冻土隧道围岩变形破坏影响分析 224
四、变形破坏预防控制措施 229
五、小结 230
第三节 融化作用下多年冻土隧道围岩的弹塑性分析 231
一、融化冻土围岩的弹塑性计算模型 231
二、融化冻土围岩的弹塑性问题计算 232
三、围岩与支护结构之间的相互作用 239
四、小结 247
第四节 融化作用下多年冻土隧道围岩变形数值分析 247
一、概述 247
二、计算模型及物理力学参数 248
三、计算结果分析 251
四、小结 257
第七章 强震山区隧道洞口段抗震设计理论 259
第一节 概述 259
第二节 强震山区公路隧道震害特征及影响因素分析 260
一、汶川地震公路震害统计分析 260
二、隧道震害与分类 262
三、小结 269
第三节 强震山区隧道洞口段抗震设防长度计算方法 269
一、基本假设 269
二、隧道结构动力特性研究 270
三、理论计算参数确定 275
四、理论计算结果分析 277
五、小结 279
第四节 强震山区隧道洞口段抗震性能数值模拟 279
一、计算模型 280
二、隧道洞口段地震响应结果与分析 285
三、小结 297
参考文献 299