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1绪论1

1.1隧道围岩稳定性的主要影响因素1

1.2结构面对围岩稳定性的影响2

1.2.1结构面及其分级4

1.2.2围岩的结构特征及失稳破坏类型5

1.2.3围岩结构面研究综述9

1.3深部高地应力对围岩稳定性的影响11

1.3.1深部岩体的力学行为11

1.3.2深部围岩分区破裂的研究现状12

1.4隧道围岩稳定性的研究方法15

1.5本书的主要内容20

2RFPA数值方法在隧道稳定性研究中的应用22

2.1RFPA真实破坏过程分析方法22

2.1.1RFPA简介22

2.1.2RFPA方法的特点23

2.1.3岩石材料非均匀性的物理统计描述方法24

2.1.4岩土本构关系的细观统计损伤模型26

2.2RFPA强度折减法28

2.2.1RFPA强度折减法与传统有限元强度折减法的区别28

2.2.2RFPA强度折减法模拟结果与实验结果的对照29

2.3RFPA3D并行计算方法31

3层状岩体隧道破裂机制33

3.1概述33

3.2层状顶板破坏机理37

3.2.1数值模型及参数选取37

3.2.2层状顶板变形破坏特征38

3.2.3不同侧压下层状顶板破坏机理40

3.2.4不同厚跨比层状顶板的破坏机理41

3.3倾角对倾斜层状岩体隧道稳定性的影响43

3.3.1数值模型及参数选取43

3.3.2不同倾角结构面隧道变形破坏特征44

3.3.3不同倾角结构面隧道典型部位位移与应力分析45

3.4侧压比对倾斜层状岩体隧道破坏模式的影响47

3.4.1数值模型的建立47

3.4.2侧压比对隧道破坏模式的影响48

3.4.3侧压比对隧道位移的影响51

3.4.4侧压比对隧道安全储备的影响52

3.5垂直板裂结构岩体中隧道破坏失稳机制研究53

3.5.1概述53

3.5.2垂直板裂结构岩体隧道破坏机制55

4节理岩体隧道的破坏机理59

4.1概述59

4.2交叉节理岩体隧道稳定性61

4.2.1数值模型的建立61

4.2.2数值模拟结果分析62

4.3节理贯通程度对隧道稳定性的影响69

4.3.1数值模型的建立69

4.3.2模拟结果分析与讨论69

4.4地应力对节理岩体隧道变形特征的影响72

4.4.1数值模型的建立72

4.4.2数值模拟结果与讨论73

5隐含断层对隧道稳定性的影响76

5.1概述76

5.2断层位置和倾角对隧道稳定性的影响78

5.2.1数值模型的建立78

5.2.2上部隐含断层对隧道稳定性的影响79

5.2.3下部隐含断层对隧道稳定性的影响83

5.3不同地应力水平下隐含断层对隧道稳定性的影响87

5.4隐含断层厚度对隧道位移及安全储备的影响91

6深部隧道典型破裂模式的发生机制95

6.1概述95

6.2洞壁层状破裂形成机制98

6.3岩石非均匀性对层状破裂的影响99

6.4几种典型破坏模式的渐进演化100

7深部隧道围岩分区破裂机制104

7.1概述104

7.2分区破裂现象的数值模拟再现106

7.2.1数值模型106

7.2.2模拟结果与讨论106

7.3沿隧道轴向应力对破裂模式的影响109

7.4不同三向应力下隧道的破坏模式115

7.5环状分区破裂的概念化判定方法118

8深部隧道围岩分区破裂的影响因素121

8.1隧道尺寸对分区破裂的影响121

8.1.1不同直径隧道围岩分区破裂的数值试验121

8.1.2不同直径隧道围岩分区破裂的模型试验121

8.2隧道形状对分区破裂的影响123

8.2.1不同高跨比对分区破裂影响的数值试验123

8.2.2不同高跨比对隧道分区破裂影响的模型试验125

8.3层状岩体中的分区破裂127

8.3.1数值模型127

8.3.2模拟结果与讨论128

8.4平行隧道的分区破裂131

8.4.1平行隧道分区破裂数值试验131

8.4.2平行隧道围岩分区破裂模型试验135

8.5非均匀性对分区破裂尺度的影响136

8.5.1非均匀性对分区破裂尺度影响的数值试验136

8.5.2非均匀性对分区破裂影响的模型试验138

8.6非均匀性对围岩破裂机制的影响140

8.6.1非均匀性对围岩破裂模式的影响140

8.6.2非均匀性对围岩破裂机制的影响141

参考文献144