軟巖特性及輸水隧洞支護效果研究：以寧夏固原飲水安全水源工程為例

目錄
前言
第1章緒論
1.1研究意義 1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1軟巖水理性質試驗研究現(xiàn)狀 2
1.2.2軟巖常規(guī)力學性質研究現(xiàn)狀 4
1.2.3軟巖本構關系研究現(xiàn)狀 8
1.2.4軟巖流變力學特性研究現(xiàn)狀 10
1.2.5軟巖隧洞支護模擬研究現(xiàn)狀 13
1.3研究中存在的不足 16
1.4本書主要內(nèi)容 16
第2章研究區(qū)軟巖類型及其成分特征 18
2.1巖石類型 18
2.1.1灰質泥巖 18
2.1.2磚紅色含礫不等粒砂質泥巖 29
2.1.3鈣質膠結礫質巖屑長石砂巖 32
2.2研究區(qū)軟巖成分對其工程性質影響分析 34
第3章研究區(qū)軟巖物理力學性質試驗研究 36
3.1灰質泥巖物理力學性質試驗研究 36
3.1.1物理性質試驗 36
3.1.2膨脹性試驗 41
3.1.3耐崩解性試驗 48
3.1.4單軸壓縮試驗 55
3.1.5三軸壓縮試驗 61
3.2ZK1-1砂質泥巖物理力學性質試驗研究 66
3.3ZK1-2長石砂巖物理力學性質試驗研究 69
3.4ZK1-3灰質泥巖物理力學性質試驗研究 73
第4章軟巖本構關系研究 78
4.1巖石材料彈性理論本構關系研究 78
4.1.1線彈性本構關系 79
4.1.2超彈性本構關系 80
4.1.3亞彈性本構關系 81
4.2巖石材料塑性理論本構關系研究 81
4.2.1巖石材料的屈服面和后繼屈服面 82
4.2.2常用的屈服準則 83
4.2.3彈塑性材料的硬化規(guī)律 84
4.2.4加卸載準則 86
4.3軟巖線性本構關系研究 87
4.3.1三線性和四線性本構關系 87
4.3.2五線性本構關系 88
4.4軟巖非線性本構關系研究 93
第5章軟巖流變力學特性試驗研究 98
5.1灰質泥巖流變力學特性試驗研究 98
5.1.1試驗設備 98
5.1.2試驗方案 100
5.1.3試驗方法 101
5.1.4試驗結果 103
5.1.5灰質泥巖流變規(guī)律分析 111
5.2ZK1-1砂質泥巖流變力學特性試驗研究 112
5.2.1試樣制備 113
5.2.2試驗設備 113
5.2.3試驗方法 114
5.2.4試驗結果 114
5.2.5砂質泥巖流變規(guī)律分析 116
第6章隧洞工程地質條件 117
6.1地形地貌 119
6.2地層巖性 119
6.3地質構造 120
6.4物理地質現(xiàn)象 123
6.5水文地質特征 123
第7章隧洞數(shù)值計算分析方案 126
7.1數(shù)值計算方法 126
7.1.1基本概念定義 127
7.1.2基本原理與步驟 128
7.2計算段選取及模型建立 132
7.3 地應力參數(shù)設置 134
7.4 本構模型及計算參數(shù)選取 134
7.5 計算工況 135
第8 章軟巖隧洞應力應變分布特征與支護效果研究 136
8.1 天然狀態(tài)(隧洞未開挖)工況 136
8.2 隧洞開挖未支護工況 138
8.2.1 應力場分析 138
8.2.2 位移場分析 144
8.2.3 塑性區(qū)分析 152
8.3 隧洞開挖支護后工況 154
8.3.1 應力場分析 154
8.3.2 位移場分析 160
8.3.3 塑性區(qū)分析 169
8.4 鋼拱架間距優(yōu)化分析 171
8.4.1 N2 類圍巖 171
8.4.2 V 類圍巖 174
8.5 隧洞支護效果分析 178
第9 章結論 180
參考文獻 184