隧道脆性—准脆性围岩连续损伤特征研究

论文题目: 隧道脆性—准脆性围岩连续损伤特征研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 地质工程

作者: 刘永平

导师: 佴磊

关键词: 工程地质特征分区,爆破损伤,裂纹扩展,卸荷损伤,耦合损伤,声波,损伤参量

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 以吉林省东部靖宇至辉南铁路龙岗隧道为例,以损伤力学为主要手段,进行脆性-准脆性围岩连续损伤特征研究。根据围岩在空间不对称分布特点,提出以工程地质特征分区方法进行围岩损伤分区研究。重点论述了“钻瀑法”施工过程中爆破对围岩的损伤效应以及爆破作用下裂纹扩展特征;卸荷条件下围岩损伤效应及裂纹扩展特征;提出“围岩损伤实质上是围岩在爆破损伤基础上叠加卸荷损伤场而形成的一种动态损伤”观点。利用围岩声波波速作为评价围岩损伤的参量,给出围岩在爆破及卸荷耦合作用下损伤与时间、损伤与距掌子面距离变化、损伤与不同开挖方式、损伤受初次支护影响的关系。研究成果对围岩稳定性分析评价、开挖方式的合理性、支护形式及支护时机等给予理论上的支持,具有重要的理论和实践意义。

论文目录:

第1章 绪论

1.1 问题的提出

1.2 国内外研究现状

1.2.1 损伤力学发展简史

1.2.2 岩石类脆性-准脆性材料损伤研究

1.3 论文研究的内容、目的和意义

1.3.1 研究的内容

1.3.2 研究的目的和意义

第2章 损伤力学研究的理论基础

2.1 损伤力学的基本概念和基本原理

2.1.1 Kachanov 损伤概念及其延伸

2.1.2 损伤变量

2.1.3 损伤演化方程

2.1.4 损伤本构关系

2.1.5 含损伤结构初始边值问题的求解

2.2 损伤力学的研究方法

2.2.1 金属物理学方法

2.2.2 唯象学方法

2.2.3 统计学方法

2.2.4 宏细微观相结合的研究方法

2.3 损伤理论在岩体工程中的应用

2.3.1 岩体损伤力学概述

2.3.2 损伤变量的定义

2.3.3 有效应力张量

2.3.4 岩体损伤本构描述

2.4 岩体损伤检测技术

第3章 围岩工程地质条件及其特征分区

3.1 工程概况

3.2 工程地质条件

3.2.1 岩性

3.2.2 构造

3.2.3 区域水文地质

3.2.4 气象

3.2.5 地震

3.3 工程地质特征分区

3.3.1 纵断面分区

3.3.2 横断面分区

小结

第4章 爆破作用下围岩损伤特征

4.1 概述

4.2 爆破损伤机理

4.3 围岩爆破损伤模型

4.4 爆破作用下围岩损伤特征描述

4.4.1 围岩爆破损伤特征

4.4.2 爆破损伤作用下的裂纹扩展

4.5 爆破作用下围岩损伤及裂纹扩展范围的确定

小结

第5章 卸荷作用下围岩损伤特征

5.1 概述

5.2 卸荷作用下围岩损伤的力学机理

5.3 卸荷作用下围岩弹性本构关系

5.4 卸荷作用下围岩损伤本构关系

5.4.1 受拉条件下围岩损伤演化描述

5.4.2 剪切条件下围岩损伤演化描述

5.5 卸荷作用下围岩裂纹扩展特征

5.5.1 卸荷作用下宏观裂纹扩展特征

5.5.2 卸荷作用下微观裂纹扩展特征

5.6 卸荷作用下围岩损伤及裂纹扩展范围的确定

小结

第6章 爆破及卸荷耦合作用下围岩连续损伤特征

6.1 概述

6.1.1 爆破及卸荷耦合作用下围岩损伤力学效应

6.1.2 爆破及卸荷耦合作用下围岩损伤变量的表征方法

6.2 声波测试的理论基础

6.2.1 声波测试理论

6.2.2 声波测试确定的损伤参量

6.3 爆破及卸荷耦合作用下围岩连续损伤特征描述

6.3.1 围岩岩体表面声波及损伤参量的确定

6.3.2 围岩岩体跨孔声波及损伤参量的确定

小结

第7章 结论

参考文献

博士期间发表的论文

致谢

摘要

Abstract

发布时间: 2005-08-26

参考文献

• [1].季节性寒区隧道围岩温度场与变形特性研究[D]. 冯强.中国矿业大学2014

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