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1 绪论1

1.1 研究背景及研究意义1

1.2 国内外研究现状2

1.2.1 岩石拉、压蠕变特性研究现状2

1.2.2 地下大空间洞室施工控制研究现状9

1.3 主要研究内容14

1.4 技术路线15

2 岩石拉、压蠕变特性室内试验28

2.1 引言28

2.2 岩石直接拉伸试验装置的设计与加工28

2.2.1 岩石直接拉伸连接装置29

2.2.2 简易岩石直接拉伸试验仪29

2.2.3 岩石挂重型直接拉伸蠕变试验仪30

2.3 试样采集与加工31

2.4 岩石基本力学特性试验31

2.4.1 岩石单轴拉伸力学特性试验31

2.4.2 岩石单轴压缩力学特性试验34

2.4.3 岩石三轴压缩力学特性试验39

2.5 岩石单轴直接拉伸蠕变特性试验44

2.5.1 试验方法概述44

2.5.2 试验结果分析46

2.5.3 破坏特征分析52

2.6 岩石压缩蠕变特性试验53

2.6.1 试验概述53

2.6.2 单轴压缩蠕变试验结果分析54

2.6.3 三轴压缩蠕变试验结果分析55

2.6.4 蠕变破坏特征分析59

2.7 本章小结61

3 岩石拉、压蠕变本构模型及其参数辨析63

3.1 引言63

3.2 线性蠕变模型64

3.2.1 线性元件基本力学特性64

3.2.2 岩石典型线性蠕变模型65

3.2.3 岩石线性黏弹性蠕变模型对比分析67

3.3 岩石非线性蠕变本构模型研究74

3.3.1 岩石非线性蠕变模型建立的方法74

3.3.2 岩石非线性拉压蠕变模型76

3.4 岩石非线性拉、压蠕变模型参数识别及对比分析83

3.4.1 改进西原模型83

3.4.2 参数识别及对比分析84

3.5 岩石非线性拉、压蠕变模型在其他岩石中的应用90

3.6 本章小结92

4 非线性黏弹塑性蠕变模型在FLAC3D软件中的集成与验证94

4.1 引言94

4.2 岩石非线性蠕变本构有限差分形式94

4.3 岩石非线性蠕变本构模型FLAC3D软件集成97

4.3.1 FLAC3D软件集成环境概述97

4.3.2 非线性黏弹塑性蠕变模型FLAC3D软件集成概要98

4.4 岩石非线性蠕变模型验证100

4.4.1 试验验证100

4.4.2 隧道工程实例验证103

4.4.3 边坡工程实例验证105

4.5 本章小结113

5 考虑蠕变特性的地下大空间洞室开挖施工方案优化计算115

5.1 引言115

5.2 工程简介115

5.2.1 工程概况115

5.2.2 地质概况116

5.3 数值计算模型参数及开挖方案117

5.3.1 数值计算模型117

5.3.2 数值计算参数选取118

5.3.3 施工方案120

5.4 施工方案优化计算结果126

5.4.1 围岩蠕变特性分析126

5.4.2 围岩应力场分布规律130

5.4.3 支护结构受力特征分析134

5.4.4 洞周塑性区分布特征分析138

5.5 本章小结141

6 考虑蠕变特性的地下大空间洞室施工控制142

6.1 引言142

6.2 数值计算模型及参数选取142

6.2.1 计算模型142

6.2.2 计算参数选取143

6.3 洞室围岩蠕变特性及支护结构受力分析144

6.3.1 围岩蠕变特性分析144

6.3.2 支护结构受力分析148

6.3.3 塑性区分布特征154

6.3.4 施工控制155

6.4 本章小结156

7 主要结论及展望157

7.1 主要结论157

7.2 后续研究工作的展望158