目錄
前言
第1章 緒論1
1.1研究意義1
1.2研究現(xiàn)狀3
1.2.1深埋軟巖的定義和分類3
1.2.2深埋軟巖的變形破壞機(jī)理5
1.2.3軟巖力學(xué)試驗(yàn)方法6
1.2.4軟巖力學(xué)本構(gòu)模型8
1.2.5軟巖工程穩(wěn)定性分析13
1.2.6軟巖工程穩(wěn)定性控制理論與技術(shù)14
1.3主要研究內(nèi)容和思路17
第2章 深埋軟巖的工程地質(zhì)特征19
2.1軟巖工程的一般工程地質(zhì)特征19
2.1.1軟巖的分類19
2.1.2軟巖地下工程的變形特征21
2.1.3軟巖地下工程的強(qiáng)度特征22
2.2深埋綠泥石片巖隧洞工程地質(zhì)特征22
2.2.1工程概況22
2.2.2區(qū)域地質(zhì)概況23
2.2.3深埋軟巖洞段地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造24
2.2.4深埋綠泥石片巖洞段工程地質(zhì)條件26
2.3深埋煤系地層粉細(xì)互層砂巖巷道工程地質(zhì)特征31
2.4小結(jié)33
第3章 深埋軟巖物理力學(xué)特性與試驗(yàn)方法34
3.1深埋綠泥石片巖的物理特性及試驗(yàn)34
3.1.1錦屏二級水電站深埋綠泥石片巖洞段概況34
3.1.2綠泥石片巖取樣加工34
3.1.3綠泥石片巖的礦物成分35
3.1.4綠泥石片巖的細(xì)觀結(jié)構(gòu)37
3.1.5綠泥石片巖的密度、含水率和孔隙率39
3.1.6綠泥石片巖的膨脹性測試40
3.1.7綠泥石片巖的滲透性41
3.2深埋綠泥石片巖力學(xué)特性及試驗(yàn)44
3.2.1干燥和飽和條件下綠泥石片巖單軸壓縮力學(xué)特性試驗(yàn)44
3.2.2干燥和飽和條件下常規(guī)三軸壓縮力學(xué)特性47
3.2.3干燥和飽和條件下完整巖樣直剪力學(xué)特性49
3.2.4干燥和飽和條件下單裂隙面巖樣直剪力學(xué)特性51
3.2.5充填水泥漿單裂隙面巖樣直剪力學(xué)特性54
3.2.6干燥和飽和條件下完整巖樣的三軸流變試驗(yàn)57
3.2.7飽和化學(xué)溶液條件下綠泥石片巖力學(xué)特性61
3.2.8軟化機(jī)理分析64
3.3深埋層狀軟巖的力學(xué)特性及試驗(yàn)64
3.3.1試驗(yàn)?zāi)康募胺桨冈O(shè)計65
3.3.2巖樣性質(zhì)和制備66
3.3.3層狀巖石常規(guī)壓縮試驗(yàn)研究68
3.3.4層狀巖石巴西劈裂試驗(yàn)研究81
3.4小結(jié)82
第4章 深埋軟巖力學(xué)模型85
4.1綠泥石片巖力學(xué)參數(shù)演化分析與力學(xué)模型86
4.1.1試驗(yàn)結(jié)果分析與初始屈服位置的確定86
4.1.2內(nèi)變量的定義88
4.1.3強(qiáng)度參數(shù)演化89
4.1.4剪脹特性與流動法則91
4.2綠泥石片巖力學(xué)模型的數(shù)值驗(yàn)證94
4.3互層狀粉細(xì)砂巖橫觀各向同性應(yīng)變軟化力學(xué)模型的建立96
4.3.1初始屈服位置選擇和塑性內(nèi)變量定義96
4.3.2應(yīng)變軟化規(guī)律96
4.3.3剪脹特性與流動法則101
4.4互層狀粉細(xì)砂巖力學(xué)模型的數(shù)值驗(yàn)證105
4.4.1層狀巖石本構(gòu)關(guān)系105
4.4.2屈服準(zhǔn)則和塑性勢函數(shù)105
4.4.3數(shù)值計算流程設(shè)計108
4.4.4算例驗(yàn)證109
4.5互層狀粉細(xì)砂巖力學(xué)參數(shù)敏感性分析112
4.5.1參數(shù)敏感性分析方法112
4.5.2數(shù)值計算模型的建立113
4.5.3模型參數(shù)對圍巖變形的影響分析114
4.6小結(jié)116
第5章 深埋軟巖工程變形特性與穩(wěn)定性分析117
5.1錦屏二級水電站綠泥石片巖洞段變形特征與評價117
5.1.1綠泥石片巖洞段工程問題概況117
5.1.2開挖與支護(hù)情況118
5.1.3綠泥石片巖洞段上層開挖后圍巖位移及錨桿應(yīng)力監(jiān)測119
5.1.4綠泥石片巖洞段二次擴(kuò)挖前物探測試125
5.1.5綠泥石片巖洞段圍巖變形掃描133
5.1.6綠泥石片巖洞段變形程度的評價136
5.1.7綠泥石片巖洞段支護(hù)原則及對策139
5.2濟(jì)寧三號井深埋層狀圍巖變形特征與穩(wěn)定性分析140
5.2.1濟(jì)寧三號井深埋層狀圍巖基本情況140
5.2.2監(jiān)測方案設(shè)計142
5.2.3巷道圍巖深部位移監(jiān)測成果分析144
5.2.4深部巷道表面收斂變形監(jiān)測成果分析146
5.2.5巷道圍巖開挖穩(wěn)定性數(shù)值分析148
5.3小結(jié)160
第6章 深埋軟巖工程穩(wěn)定性控制技術(shù)與優(yōu)化161
6.1深埋綠泥石片巖擠壓變形洞段圍巖力學(xué)參數(shù)分析161
6.2深埋綠泥石片巖隧洞擠壓變形洞段加固方案的研究163
6.2.1支護(hù)加固原則163
6.2.2支護(hù)加固方案164
6.2.3方案計算結(jié)果及對比分析169
6.3綠泥石片巖洞段落底開挖方案研究174
6.3.1中等擠壓變形洞段落底開挖方案分析176
6.3.2嚴(yán)重擠壓變形洞段落底開挖方案分析180
6.3.3落底開挖方案的評價182
6.3.4落底開挖方案結(jié)論與建議183
6.4綠泥石片巖地層落底過程中變形速率控制問題184
6.4.1變形曲線的類型184
6.4.2變形速率控制方法185
6.5綠泥石片巖洞段重點(diǎn)工程災(zāi)害問題的分析處理189
6.5.1大塌方洞段擴(kuò)挖及落底開挖風(fēng)險分析及應(yīng)對策略189
6.5.2軟硬共存洞段擴(kuò)挖及落底開挖穩(wěn)定性分析197
6.5.3綠泥石片巖洞段擴(kuò)挖對隧洞變形影響效應(yīng)分析203
6.6綠泥石片巖洞段工程問題處理效果214
6.7小結(jié)215
第7章 深埋軟巖隧洞襯砌結(jié)構(gòu)研究217
7.1綠泥石片巖流變力學(xué)特征和力學(xué)模型的選取217
7.1.1室內(nèi)試驗(yàn)所反映出的巖石流變特征217
7.1.2現(xiàn)場監(jiān)測曲線所反映出的圍巖流變特征218
7.1.3綠泥石片巖流變力學(xué)模型研究218
7.2深埋軟巖隧洞圍巖流變參數(shù)反演221
7.3深埋軟巖隧洞圍巖安全性及襯砌結(jié)構(gòu)分析224
7.3.1襯砌澆筑完成初期的受力情況224
7.3.2長期內(nèi)水入滲條件下的襯砌安全性分析228
7.3.3考慮內(nèi)水入滲巖體軟化的襯砌及圍巖安全性分析232
7.4小結(jié)237
參考文獻(xiàn)239