裂隙岩体应力渗流耦合特性及锚固理论

前言第1章引言1.1研究背景1.2节理裂隙应力渗流耦合机理研究综述1.2.1岩石裂隙表面形貌描述方法研究1.2.2岩石裂隙渗流特性描述方法1.2.3正应力对岩石节理渗透性影响的试验研究1.2.4剪切变形对岩石节理渗透性影响的试验研究1.2.5岩石裂隙渗流应力耦合模型研究1.2.6岩石裂隙中溶质运移研究1.3裂隙岩体锚固研究综述1.3.1试验及理论分析方面1.3.2数值分析方面1.4本书主要内容参考文献第2章粗糙节理面剪切破坏机理和强度模型2.1岩体节理剪切试验装置开发与试验研究2.1.1新型岩体剪切试验装置的开发背景2.1.2直剪试验装置的硬件和软件系统2.1.3岩石裂隙的剪切力学行为的试验研究2.2结构面剪切破坏细观机理数值模拟研究2.2.1岩石材料的颗粒流程序表达2.2.2岩石压缩破坏过程的细观模拟研究2.2.3岩石节理面剪切破坏细观机理研究2.3裂隙表面形态数学描述及特性研究2.3.1裂隙表面形态特征函数2.3.2裂隙表面形态特征理论研究2.4粗糙节理面随机强度模型2.4.1单个长方体凸起剪切破坏分析2.4.2随机强度模型建立2.4.3物模试验验证2.4.4随机模型中参数影响2.5地下洞室围岩裂隙开裂判断方法及其应用2.5.1工程研究背景2.5.2裂隙扩展判据2.5.3裂隙扩展判断方法与计算流程2.5.4工程应用概况2.5.5数值模拟计算与分析2.5.6分析和讨论2.6本章小结参考文献第3章粗糙节理面剪切渗流耦合试验及数值模拟研究3.1岩石节理水力耦合特性研究3.1.1节理裂隙水力学性质描述3.1.2自然岩石节理渗流性质研究3.1.3岩石节理水力耦合研究3.1.4岩石结构面渗流特性研究新进展3.1.5小结3.2剪切渗流耦合机理试验研究3.2.1试验装置概括3.2.2数控伺服系统的建立3.2.3岩石试件准备及表面数据测量3.2.4剪切渗流试验过程3.2.5试验结果分析3.2.6小结3.3节理裂隙剪切渗流耦合试验数值模拟研究3.3.1试验描述3.3.2试验过程中力学开度的应用方法3.3.3数值计算控制方程3.3.4边界条件和接触面积的处理方法3.3.5结果比较和分析3.3.6小结3.4本章小结参考文献第4章粗糙节理面渗流计算模型和溶质运移机理研究4.1考虑分形特征的节理面渗流计算模型研究4.1.1节理面渗流计算分形模型4.1.2节理面分形维数计算4.1.3节理渗流计算公式的验证4.1.4修正参数的分析与讨论4.1.5小结4.2溶质运移数值模拟4.2.1运移场控制与方程与边界条件4.2.2运移场模拟结果分析4.2.3考虑吸附作用的溶质运移4.2.4小结4.3本章小结参考文献第5章裂隙岩体锚固机理和理论模型5.1裂隙岩体基本变形规律研究5.1.1裂隙岩体几何特性研究5.1.2节理变形特性研究5.2岩石节理面锚固作用机理5.2.1节理岩体锚杆局部应力和变形性质5.2.2数值计算公式5.3岩石节理面剪切试验颗粒流模拟5.3.1数值模型的建立及细观参数的确定5.3.2加锚节理面直剪试验数值模拟5.3.3小结5.4节理面有限元计算模型5.4.1二维线性节理单元刚度矩阵5.4.2初应力引起的结点荷载5.4.3锚杆对节理面“销钉”作用5.5加锚岩石节理有限元计算方法5.5.1节理面计算方法5.5.2锚杆对节理加固作用有限元计算过程5.6本章小结参考文献第6章加锚裂隙岩体计算模型研究及应用6.1加锚节理面应力和变形研究6.1.1压剪应力状态下节理面变形特点与锚杆应力分析6.1.2拉剪应力状态下节理面变形特点与锚杆应力分析6.2加锚裂隙岩体本构关系6.2.1压剪应力状态下的本构关系6.2.2拉剪应力状态下的本构关系6.3损伤与弹塑性耦合有限元实现6.3.1损伤演化方程6.3.2损伤与弹塑性耦合实现的基本方法6.3.3材料非线性问题增量解法一般原理6.3.4增量变塑性刚度法的基本思想6.3.5迭代方法6.3.6程序功能6.4加锚裂隙岩体损伤模型在地下洞室群工程中的应用6.4.1工程算例一6.4.2工程算例二6.5结论6.5.1大岗山数值计算结论6.5.2琅琊山数值计算结论6.5.3综合结语6.6本章小结参考文献第7章渗透压力作用下加锚裂隙岩体损伤模型研究7.1渗透压力作用下裂隙面上有效应力计算7.2渗透压力作用下加锚裂隙岩体损伤模型7.2.1压剪应力状态下本构关系7.2.2拉剪应力状态下本构关系7.3工程应用研究7.3.1工程概况7.3.2计算模型7.3.3计算参数7.3.4计算结果7.3.5结论7.4本章小结参考文献

适读人群 ：《裂隙岩体应力渗流耦合特性及锚固理论》可供从事岩土工程、矿山工程、水利水电工程、隧道工程等研究领域的科技工作者、研究生、本科生和工程技术人员参考使用。节理岩体应力渗流耦合机理及锚固理论是岩土工程及其相关领域的重要科学和技术问题。《裂隙岩体应力渗流耦合特性及锚固理论》围绕这一关键问题开展系统研究：研制了新型数控剪切渗流耦合试验系统，可在恒定法向荷载和恒定法向刚度边界条件下进行裂隙面的应力渗流耦合试验；基于试验和数值模拟研究，系统分析粗糙裂隙面剪切破坏机理和溶质运移特性，建立了粗糙裂隙面的剪切强度模型和渗流计算模型；基于颗粒离散元法，系统分析裂隙面—浆体—锚杆耦合作用机理，揭示了裂隙面的锚固机理，提出了裂隙岩体锚固中“宏细观耦合支护”的概念，建立了锚固裂隙岩体断裂损伤理论模型和计算方法；结合自洽理论和应变能等效原理等，建立了渗透压力作用下裂隙岩体应力渗流耦合模型；基于以上理论模型和计算方法，系统开展工程应用研究。