大跨度公路隧道開挖過程力學特性研究內(nèi)容簡介

《主要內(nèi)容包括大跨度公路隧道施工中若干問題的思考，大跨度公路隧道開挖過程模擬研究，大跨度公路隧道監(jiān)測數(shù)據(jù)的時序分析方法研究，大跨度公路隧道圍巖參數(shù)反分析方法研究，大跨度公路隧道長期穩(wěn)定性分析等。

作 者： 郝哲喆 著

出 版 社： 地質(zhì)出版社

ISBN： 9787116064690

出版時間： 2010-01-01

版　次： 1

頁　數(shù)： 104

裝　幀：平裝

開　本： 16開

所屬分類： 圖書>工程>交通工程

郝哲喆，教授，1972年4月生，遼寧沈陽人。。1993年畢業(yè)于東北大學礦山建筑工程專業(yè)，獲學士學位：1998年于東北大學獲結(jié)構(gòu)工程專業(yè)博士學位：2003年于東北大學力學流動站完成一站博士后研究：2007年于遼寧工程技術(shù)大學力學流動站完成二站博士后研究。

現(xiàn)任沈陽大學巖土工程研究所所長、沈陽大學建筑工程學院學術(shù)委員會主任、中國巖石力學與工程學會東北分會理事、遼寧省力學學會理事。遼寧省“百千萬人才工程”千人層次人選、遼寧省優(yōu)秀中青年骨干教師。

主要從事巖土工程方面的科研和教學工作，在隧道與地下工程、巖土加固與堵水技術(shù)等領(lǐng)域有深入研究。在各級刊物上發(fā)表論文50余篇；出版專著2部；參與完成國家自然科學基金項目3項。主持省部級課題3項、其它課題多項。獲省科技進步獎二等獎1項、中國煤炭科學技術(shù)獎二等獎1項、省自然科學學術(shù)成果獎一、二、三等各1項。劉向峰，副教授，1974年7月生，內(nèi)蒙古赤峰市人。1996畢業(yè)于阜新礦業(yè)學院采礦工程專業(yè)，獲學士學位；2001于遼寧工程技術(shù)大學工程力學專業(yè)獲碩士學位；2005年于遼寧工程技術(shù)大學工程力學專業(yè)獲博士學位。

主要研究方向為：地下結(jié)構(gòu)工程、巖石動力學等。主持完成國家自然科學基金項目1項、國家自然科學基金重點項目子項目1項，參與完成國家自然科學基金、遼寧省自然科學基金、教育部博士點基金等縱向基金項目6項。發(fā)表學術(shù)論文20余篇，獲省部級科技進步獎二等獎2項。遼寧省“百千萬人才工程”千人層次人選，遼寧省力學學會理事。

王來貴，教授，博士研究生導(dǎo)師。1962年5月生。山西聞喜人。1984年畢業(yè)于阜新礦業(yè)學院工程力學工程專業(yè)，獲學士學位；1987于阜新礦業(yè)學院礦山工程力學專業(yè)獲碩士學位；1995年于東北大學獲礦山工程力學專業(yè)博士學位；1999年于成都理工學院完成博士后研究。曾任遼寧工程技術(shù)大學研究生部主任、學科建設(shè)辦公室主任、《遼寧工程技術(shù)大學學報》編輯部主任；現(xiàn)任遼寧工程技術(shù)大學礦山災(zāi)害治理研究院院長、巖石力學與工程學會教育工作委員會委員、環(huán)境巖石力學專業(yè)委員會委員、東北分會常務(wù)理事。曾獲煤炭工業(yè)拔尖人才、遼寧省優(yōu)秀中青年學術(shù)帶頭人稱號．遼寧省“百千萬人才工程”百人層次人選。主要研究方向為：環(huán)境巖石力學、巖石動力學等。主持國家自然科學基金重點項目、面上項目和國際合作項目5項，主持煤炭部跨世紀學術(shù)帶頭人基金、原煤炭部科學基金、高等學校博士點專項科研基金、省自然科學基金、省博士起動基金、中國博士后科學基金等多項課題。獲省部級科技進步獎4項，出版著作2部，發(fā)表學術(shù)論文70余篇。培養(yǎng)碩士、博士、博士后共30余人。

前言

第1章　緒論

1.1　引言

1.2　公路隧道建設(shè)在國內(nèi)外的發(fā)展

1.2.1　國外公路隧道建設(shè)概況

1.2.2　國內(nèi)公路隧道建設(shè)概況

1.3　公路隧道設(shè)計方法

1.3.1　隧道工程的特點

1.3.2　公路隧道設(shè)計方法的發(fā)展

l.3.3　公路隧道設(shè)計方法

1.3.4　我國現(xiàn)行的公路隧道技術(shù)規(guī)范

1.4　公路隧道施工新奧法

1.4.1　公路隧道施工方法

1.4.2　新奧法簡介

1.4.3　新奧法分類

1.5　公路隧道計算方法

1.5.1　發(fā)展歷程

1.5.2　公路隧道計算方法

1.5.3　主要問題

1.6　公路隧道數(shù)值分析方法

1.6.1　巖土及隧道工程分析方法評述

1.6.2　隧道工程數(shù)值分析方法簡述

1.6.3　常用數(shù)值分析軟件評價

1.7　研究工作

第2章　對大跨度公路隧道施工中若干問題的思考

2.1　引言

2.2　大跨度公路隧道現(xiàn)場介紹

2.2.1　隧道概況

2.2.2　隧道區(qū)地質(zhì)條件

2.2.3　現(xiàn)場監(jiān)測工作說明

2.3　大跨度公路隧道的施工監(jiān)測

2.3.1　現(xiàn)場隧道監(jiān)測方法

2.3.2　監(jiān)測方案設(shè)計

2.3.3　監(jiān)測方法研究

2.4　對大跨度隧道開挖變形的思考

2.4.1　開挖力學行為簡析

2.4.2　新奧法開挖的變形特征

2.4.3　初期支護（錨噴）分析

2.4.4　二次支護（模筑）分析

2.4.5　富含灰泥地層開挖變形特點分析

2.5　對大跨度隧道開挖中主動控制的分析

2.5.1　圍巖穩(wěn)定特征剖析

2.5.2　圍巖變形主動控制方法

2.6　小結(jié)

第3章　大跨度公路隧道開挖過程模擬

3.1　引言

3.2　軟件介紹

3.2.1　FLAC概述

3.2.2　FLAC-3D簡介

3.2.3　FLAC-3D計算和分析步驟

3.3　計算模型建立

3.3.1　現(xiàn)場開挖方法

3.3.2　模擬程序流程

3.3.3　模型建立

3.3.4　開挖模擬步驟

3.3.5　初始網(wǎng)格剖分

3.4　程序模擬結(jié)果

3.4.1　不平衡力變化

3.4.2　應(yīng)力分布

3.4.3　塑性區(qū)分布

3.4.4　位移分布

3.4.5　監(jiān)測點應(yīng)力

3.4.6　監(jiān)測點位移

3.4.7　地表沉陷

3.5　計算結(jié)果分析

3.5.1　不平衡力分析

3.5.2　應(yīng)力分布規(guī)律

3.5.3　位移分布規(guī)律

3.5.4　歷史記錄分析

3.6　小結(jié)

第4章　大跨度公路隧道監(jiān)測數(shù)據(jù)的時序分析方法研究

4.1　引言

4.2　時間序列分析理論

4.2.1　時序分析基本原理

4.2.2　模型的識別

4.2.3　參數(shù)估計

4.2.4　模型檢驗

4.2.5　模型預(yù)測

4.3　現(xiàn)場隧道監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間序列分析

4.3.1　實測數(shù)據(jù)及其回歸分析

4.3.2　時間序列分析

4.3.3　時間序列預(yù)測與數(shù)據(jù)的回復(fù)

4.3.4　位移長期預(yù)報

4.4　小結(jié)

第5章　大跨度公路隧道圍巖參數(shù)反分析方法研究

5.1　隧道工程反分析方法綜述

5.1.1　引言

5.1.2　反分析基本概念

5.1.3　反分析方法的選取

5.2　本章研究方法

5.3　依據(jù)正交設(shè)計法的數(shù)值模擬正分析

5.3.1　數(shù)值模擬計算方案確定

5.3.2　數(shù)值計算結(jié)果

5.4　基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反分析

5.4.1　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入模型

5.4.2　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

5.4.3　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練

5.4.4　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測

5.5　小結(jié)與展望

5.5.1　小結(jié)

5.5.2　展望

第6章　大跨度公路隧道長期穩(wěn)定性分析

6.1　引言

6.2　解析分析

6.2.1　隧道模型的簡化

6.2.2　位移分析

6.2.3　蠕變物性參數(shù)確定

6.2.4　硐周圍巖應(yīng)力分析

6.2.5　硐周圍巖位移分析

6.2.6　結(jié)論

6.3　彈塑性數(shù)值分析

6.4　黏彈性數(shù)值分析

6.4.1　FLAc的蠕變分析功能

6.4.2　模型建立

6.4.3　開挖瞬時分析

6.4.4　長期蠕變分析

6.5　小結(jié)

第7章　結(jié)語

參考文獻2100433B

大跨度橋梁的設(shè)計、建造及研究是交通工程中的一項非常重要的基礎(chǔ)工作。本項目基于現(xiàn)代非線性動力學理論對大跨度斜拉橋的動力學行為及特征開展理論與實驗研究。我們分別從計算分析模型、方法等方面出發(fā)，通過對不同荷載作用下索、梁、索-梁組合結(jié)構(gòu)、大跨度斜拉橋整橋在不同簡化分析計算方式與不同材料性能等情況下的非線性動力學特征進行理論和實驗研究。通過該項目的研究，在以下幾個方面取得了豐碩的成果：（1）斜拉橋中拉索動力學模型及特性研究。建立了斜拉索五個自由度的空間運動動力學模型和理論，對彎曲剛度、溫度、彈性模量等重要參數(shù)對動力學特性的影響以及在橋面和橋塔激勵下、風荷載激勵下的斜拉索的內(nèi)共振等行為進行了理論和實驗研究。同時，基于MR阻尼器-斜拉索時滯動力學模型和理論研究，為提供新的斜拉索振動控制方法。（2）斜拉橋中梁的動力學模型及特性研究。研究了溫度、幾何缺陷等重要參數(shù)對梁的動力學特性的影響，建立了軸力作用下彈性支座壓電耦合梁的非線性動力學模型，為振動控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供參考。（3）斜拉橋下部結(jié)構(gòu)的動力學模型及特性研究。重點研究了大跨度橋梁結(jié)構(gòu)中高墩結(jié)構(gòu)的抗震性能、墩頂位移計算方式、樁基礎(chǔ)中樁與土的相互作用，為斜拉橋下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供參考。（4）斜拉橋的索-梁動力學模型及特性研究。考慮邊界條件和連接點處的連接條件，建立了索-梁結(jié)構(gòu)的運動微分方程，對整體振動，局部振動以及聯(lián)合振動進行了理論和實驗研究，發(fā)現(xiàn)了索與梁間的多種共振行為，并提出了時滯反饋控制策略。（5）斜拉橋整橋動力學建模理論及特性研究。建立了斜拉橋的多梁-離散彈簧動力學模型和理論以及有限元分析模型，能更準確地反應(yīng)結(jié)構(gòu)的多種非線性響應(yīng)，更好地適用于基于性能的橋梁抗震設(shè)計。同時，對斜拉橋的整橋進行了實驗研究，觀察到了索與索之間的能力交換等新的動力學現(xiàn)象。另外，在橋梁抗震隔震(振)研究中，我們提出了一種有負剛度特性的機構(gòu)與線性主彈簧并聯(lián)后形成的隔振系統(tǒng)。（6）高維非線性系統(tǒng)理論研究。對無限維非線性系統(tǒng)的三類典型的靜態(tài)分岔及其控制進行了研究，提出了基于雙曲函數(shù)的平均法等非線性動力學的研究方法。通過這些理論和實驗研究，揭示了大跨度斜拉橋各部分之間相互作用的動力學機理，為大跨度斜拉橋的設(shè)計、施工和運營提出了基于現(xiàn)代非線性動力學理論的設(shè)計思想、方法及其分析計算程序。 2100433B

本項目將基于現(xiàn)代非線性動力學理論對大跨度斜拉橋的非線性動力學過程及特征開展理論與實驗研究。我們將分別從計算分析模型、理論分析方法與結(jié)果、實驗方法驗證等方面出發(fā)，通過研究不同荷載作用下索、梁、索-梁組合結(jié)構(gòu)、大跨度斜拉橋在不同簡化分析計算方式與不同材料性能等情況下的非線性動力學特征，并通過實驗進行反復(fù)對比與修正，對各種研究對象在參數(shù)激勵與強迫激勵等情況下的力學特征、同一模型下不同模態(tài)的模態(tài)相互作用、分叉與混沌的參數(shù)域及其產(chǎn)生機制等進行深入系統(tǒng)的研究，一方面希望通過研究這些具有工程實際意義的復(fù)雜力學問題發(fā)現(xiàn)一些新的力學現(xiàn)象和規(guī)律、提出一些新的分析方法和手段，另一方面，我們也希望通過這些理論和實驗研究，了解大跨度斜拉橋各部分之間相互作用的動力學機理，為大跨度斜拉橋的設(shè)計、施工和運營提出基于現(xiàn)代非線性動力學理論的設(shè)計思想、方法等。