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第1章 绪论1

1.1 研究目的和意义1

1.2 国内外研究现状3

1.2.1 裂隙岩体地下洞室超欠挖的研究现状3

1.2.2 基于数值分析方法的研究现状4

1.2.3 基于模糊概念预测方法的研究现状7

1.2.4 基于图像处理评价方法的研究现状11

1.3 拟采用研究方法存在的问题12

1.4 主要研究内容15

第2章 裂隙岩体结构面的基本特征17

2.1 结构面特征的基本概念17

2.1.1 结构面的几何特征18

2.1.2 结构面的力学特征18

2.2 结构面的基本特征21

2.3 洞室超欠挖与地质因素之间的关系27

2.4 结构面特征研究的基本方法28

2.4.1 确定裂隙岩体几何特性参数的统计分析28

2.4.2 裂隙岩体几何特性的描述30

2.5 结构面产状的取样误差修正31

2.5.1 修正的结构面产状概率模型32

2.5.2 结构面产状的概率分布模型35

2.6 结构面迹长的概率模型37

2.6.1 结构面迹长估计的Kulatilake法37

2.6.2 结构面大小的确定方法42

2.6.3 结构面密度确定的K-W法43

2.6.4 结构面位置的确定方法44

2.7 本章小结44

第3章 洞室超挖预测中的结构面网络模拟技术及块体理论45

3.1 结构面三维网络模拟的计算机实现方法46

3.2 结构面网络模拟技术的基本理论48

3.2.1 基于地质力学机理的结构面网络模拟技术50

3.2.2 结构面网络模拟中的切片技术51

3.3 结构面网络模拟技术在地下洞室超挖预测中的实现54

3.3.1 理想化的地下洞室开挖结构面网络模拟图54

3.3.2 工程应用55

3.4 洞室超挖预测中的块体理论58

3.4.1 块体理论的发展58

3.4.2 块体理论的基本假定、研究方法和特点59

3.4.3 块体理论的基本原理60

3.4.4 块体理论在地下洞室超挖预测中的应用及实现60

3.5 本章小结70

第4章 裂隙岩体地下洞室超欠挖模拟方法研究71

4.1 分形理论在洞室超欠挖中的应用71

4.1.1 分形理论72

4.1.2 洞室周边破坏的分数维理论模型73

4.1.3 广义分数维模型在洞室超挖预测中的应用77

4.2 岩体爆破开挖对地下洞室超挖的影响82

4.2.1 洞室开挖方法及爆破方式82

4.2.2 爆破开挖对超挖的影响85

4.2.3 应用数值方法研究地下洞室超欠挖问题89

4.2.4 不同岩体完整性系数条件下爆破对洞室超挖的影响92

4.2.5 超挖对洞室围岩稳定性的影响97

4.3 洞室超挖预测中的小波神经网络理论105

4.3.1 神经网络的基本理论105

4.3.2 小波理论106

4.3.3 基于小波理论的神经网络在洞室超挖预测中的应用110

4.4 围岩类别对洞室超欠挖的影响118

4.4.1 围岩分类概述118

4.4.2 洞室围岩分类的基本理论119

4.4.3 RMR和Q分类与洞室超欠挖之间的关系120

4.5 本章小结128

第5章 洞室超欠挖评价中的图像处理技术129

5.1 图像处理技术概述129

5.2 图像处理技术的基本理论131

5.2.1 图像的几何失真校正131

5.2.2 图像的投影重建技术133

5.2.3 图像的灰度形态学基本运算136

5.3 图像处理技术的具体实现137

5.3.1 空间坐标系的确定138

5.3.2 图像的几何校正139

5.3.3 图像的灰度值校正140

5.3.4 图像的投影变换140

5.3.5 图像的开操作和闭操作145

5.4 图像处理技术在洞室超欠挖评价中的应用145

5.4.1 概述145

5.4.2 应用图像处理技术评价超欠挖的基本方法147

5.4.3 图像处理技术在洞室超欠挖评价中的应用149

5.5 本章小结152

参考文献153

后记168