岩土空洞周围的压力拱及其特性

1 绪论

1.1 围岩载荷理论研究进展

1.1.1 自然平衡拱理论

1.1.2 太沙基理论

1.1.3 弹性介质学说

1.1.4 塑性介质学说

1.1.5 松动裂隙学说

1.1.6 弹塑性介质学说

1.1.7 岩体波速分类学说

1.1.8 破碎区图示学说

1.1.9 不连续区学说

1.1.10 松动圈巷道支护理论

1.1.11 围岩载荷理论的评述

1.2 压力拱及其特性的研究进展

1.2.1 压力拱承载结构理论的提出

1.2.2 压力拱的概念与特征

1.2.3 压力拱的判断依据

1.2.4 围岩成拱特性研究进展

2 大跨度地下岩石工程压力拱研究

2.1 问题的提出

2.2 数值分析模型

2.2.1 模型尺寸及其参数

2.2.2 边界条件及载荷模式

2.2.3 模拟试验安排

2.2.4 数值模拟的具体步骤

2.3 均质模型模拟结果及分析

2.3.1 压力拱的确定

2.3.2 模拟结果分析

2.3.3 压力拱厚度的回归方程

2.4 有节理模型模拟结果及分析

2.4.1 单组节理的分析

2.4.2 两组节理的分析

2.4.3 三组节理的分析

2.4.4 节理组数对压力拱形状影响的比较

2.5 本章小结

3 节理围岩成拱特性研究

3.1 问题的提出

3.2 数值分析模型和参数

3.3 硬岩和软岩节理围岩中压力拱的比较

3.3.1 硬岩中围岩压力拱分析

3.3.2 软岩中围岩压力拱分析

3.4 单组节理对压力拱的影响

3.4.1 节理间距对压力拱的影响

3.4.2 节理倾角对压力拱的影响

3.5 两组节理对压力拱的影响

3.5.1 节理间距对压力拱的影响

3.5.2 节理倾角对压力拱的影响

3.5.3 节理参数对压力拱的影响

3.6 侧压系数对压力拱的影响

3.6.1 单组节理下侧压系数对压力拱的影响

3.6.2 两组节理下侧压系数对压力拱的影响

3.7 跨度对压力拱的影响

3.7.1 单组节理围岩中跨度对压力拱的影响

3.7.2 两组节理围岩中跨度对压力拱的影响

3.8 断面形状对压力拱的影响

3.8.1 单组节理围岩中断面形状对压力拱的影响

3.8.2 两组节理围岩中断面形状对压力拱的影响

3.9 压力拱和围岩的变形关系的研究

3.9.1 单组节理围岩中压力拱对围岩变形的影响

3.9.2 两组节理围岩中压力拱对围岩变形的影响

3.9.3 压力拱内边界与围岩变形的关系

3.10 本章小结

4 双隧道围岩压力拱研究与应用

4.1 问题的提出

4.2 数值分析模型

4.2.1 数值模型与参数

4.2.2 模拟试验安排

4.2.3 数据提取路径

4.3 双隧道围岩应力规律分析

4.3.1 埋深变化时围岩应力的变化分析

4.3.2 中心间距变化时围岩应力的变化分析

4.3.3 埋深变化时地面沉降位移的变化分析

4.4 双隧道合理布置位置的分析

4.4.1 合理埋深和中心间距的概念

4.4.2 双隧道合理埋深的分析

4.4.3 双隧道合理中心间距的分析

4.5 用压力拱确定地下硐室群合理间距的应用

4.5.1 工程概况

4.5.2 数值分析模型的建立

4.5.3 数值模拟分析方法

4.5.4 模拟得到的压力拱的分析

4.5.5 模拟结果分析

4.6 本章小灶

5 煤矿常见断面锚喷巷道压力拱特性及稳定性研究

5.1 问题的提出

5.2 数值模型和参数

5.2.1 基本假定

5.2.2 数值模型与模拟方案

5.2.3 应力提取路径

5.3 常见断面下压力拱变化规律分析

5.3.1 矩形巷道压力拱变化规律分析

5.3.2 梯形巷道压力拱变化规律分析

5.3.3 直墙拱形巷道压力拱变化规律分析

5.3.4 圆形巷道压力拱变化规律分析

5.4 常见断面下锚杆提高围岩承载力分析

5.5 常见断面下锚固压缩拱与压力拱关系分析

5.5.1 常见断面下的锚固压缩拱

5.5.2 常见断面下压缩拱和压力拱的关系

5.6 本章小结

6 采场围岩压力拱演化研究与应用

6.1 问题的提出

6.2 数值模拟过程

6.2.1 数值分析方法的选取

6.2.2 基本假定

6.2.3 屈服准则的选取

6.2.4 采矿工程数值模型的建立

6.2.5 模拟安排

6.3 数值模拟结果分析

6.3.1 工作面走向围岩压力拱成拱系数变化规律

6.3.2 工作面倾向围岩压力拱成拱系数变化规律

6.4 采矿岩石压力拱演化规律分析

6.4.1 工作面走向围岩压力拱演化规律分析

6.4.2 工作面倾向围岩压力拱演化规律分析

6.5 采场压力拱空间形态变化规律

6.6 采矿岩石压力拱影响因素分析

6.6.1 数值模型的建立及求解

6.6.2 模型建立及数据提取路径

6.6.3 数值模拟结果分析

6.7 压力拱演化规律在冲击地压问题中的应用

6.7.1 问题的提出

6.7.2 采场数值模型模拟分析

6.7.3 工作面开采前后采场应力位移场分析

6.7.4 工作面开采过程中围岩压力拱演化规律分析

6.7.5 二水平轨道大巷压力拱和松动圈的模拟分析

6.7.6 二水平轨道大巷冲击地压危险区域划分

6.8 本章小结

7 城市深基坑压力拱成拱特性研究

7.1 问题的提出

7.2 数值分析模型

7.2.1 数值模型与参数

7.2.2 模型的数据提取路径

7.3 深基坑成拱特性分析

7.4 深基坑压力拱的相关因素分析

7.4.1 正交模型试验方案

7.4.2 影响压力拱厚度的因素分析

7.4.3 影响卸压区深度的因素分析

7.5 深基坑成拱规律的回归分析

7.5.1 影响压力拱厚度因素回归分析

7.5.2 影响卸压区深度因素回归分析

7.6 本章小结

参考文献

《岩土空洞周围的压力拱及其特性》介绍了岩土中的一种与岩土空洞稳定性有关的特殊自然现象——压力拱的概念和研究现状，着重介绍了作者对压力拱及其特性的最新研究成果：大跨度地下岩石工程辱力拱研究、节理围岩成拱特性研究、双隧道围岩压力拱研究与应用、煤矿常见断面锚喷巷道压力拱特性及稳定性研究、采场围岩压力拱演化研究与应用、城市深基坑压力拱成拱特性研究。
　　《岩土空洞周围的压力拱及其特性》可供从事岩土工程、土木工程、采矿工程的高校师生阅读及从事地下岩体稳定理论的科研和工程人员参考，也可以作为高校研究生“隧道稳定学”的教学参考书。