硬巖板裂化及其錨固機(jī)理內(nèi)容簡介

本書圍繞硬巖板裂化機(jī)理、模型及板裂化錨固機(jī)制等前沿基礎(chǔ)問題開展系統(tǒng)深入的研究，在理論、方法及工程應(yīng)用等方面均取得了重要進(jìn)展。本書介紹硬巖板裂化的工程尺度特征和板裂化巖爆特征，詳細(xì)闡述板裂化類型、機(jī)理及其發(fā)生的應(yīng)力條件、板裂化力學(xué)模型與數(shù)值模擬方法、板裂化形態(tài)特征的影響因素及影響規(guī)律、板裂化巖爆機(jī)制及傾向性、板裂化破壞錨固機(jī)制等系統(tǒng)性研究成果，并結(jié)合錦屏二級水電站深埋水工隧洞工程實踐進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用。研究成果可為我國深部工程安全建設(shè)、深部資源安全開采提供有力的技術(shù)保障，同時也可豐富深部巖體力學(xué)理論。

目 錄

第1章 緒論 1

1.1 深埋硬巖板裂化與板裂化巖爆 3

1.1.1 板裂化現(xiàn)象與概念 3

1.1.2 板裂化巖爆的概念 7

1.2 研究現(xiàn)狀 9

1.2.1 板裂化機(jī)理與力學(xué)模型 9

1.2.2 板裂化巖爆 18

1.2.3 錨桿錨固機(jī)理及止裂效應(yīng) 23

第2章 工程尺度圍巖板裂化特征 28

2.1 板裂化形態(tài)描述指標(biāo) 28

2.2 工程尺度圍巖板裂化分布特征 30

2.2.1 概述 30

2.2.2 沿隧洞洞周切線方向板裂化形態(tài)特征 32

2.2.3 沿隧洞圍巖徑向方向板裂化形態(tài)特征 35

2.2.4 沿隧洞開挖方向板裂化形態(tài)特征 42

2.3 小結(jié) 43

第3章 板裂化類型、機(jī)理及其應(yīng)力條件 45

3.1 硬脆性巖石室內(nèi)試驗綜述 45

3.2 室內(nèi)大理巖試樣破壞形態(tài)和破壞機(jī)制 50

3.2.1 試驗試樣和試驗設(shè)備 50

3.2.2 試樣宏觀破壞形態(tài)及其應(yīng)力條件 51

3.2.3 試樣破裂面微觀形態(tài)及破裂機(jī)制 63

3.3 基于彈性理論的隧洞圍巖應(yīng)力狀態(tài) 65

3.4 硬脆性巖石板裂化類型和應(yīng)力條件 71

3.5 小結(jié) 72

第4章 板裂化力學(xué)模型與數(shù)值模擬方法 74

4.1 板裂化力學(xué)模型 74

4.1.1 初始屈服準(zhǔn)則研究 74

4.1.2 塑性勢函數(shù)和應(yīng)變軟化過程 87

4.2 板裂化數(shù)值模擬方法 89

4.2.1 力學(xué)模型的數(shù)值實現(xiàn) 89

4.2.2 抗拉強(qiáng)度非均質(zhì)的數(shù)值實現(xiàn) 89

4.2.3 板裂化破壞的表征方法FAI 91

4.3 力學(xué)模型的算例驗證和單元網(wǎng)格的影響 91

4.3.1 對加拿大Mine-by 試驗洞板裂化破壞的模擬驗證 91

4.3.2 對錦屏二級水電站試驗支洞圍巖板裂化破壞的模擬驗證 93

4.3.3 計算參數(shù)和單元網(wǎng)格的影響 97

4.4 小結(jié) 100

第5章 板裂化形態(tài)特征影響因素及影響規(guī)律 101

5.1 開挖斷面曲率半徑對板裂化形態(tài)的影響 101

5.1.1 試驗概況 101

5.1.2 試驗結(jié)果 103

5.1.3 開挖斷面曲率半徑對板裂化的影響分析 106

5.2 基于數(shù)值計算結(jié)果的板裂化影響因素分析 108

5.2.1 地應(yīng)力對板裂化形態(tài)的影響 109

5.2.2 巖體空間變異性對板裂化形態(tài)的影響 112

5.2.3 開挖過程對板裂化形態(tài)的影響 121

5.3 小結(jié) 124

第6章 板裂化巖爆發(fā)生機(jī)制及傾向性分析方法 125

6.1 工程現(xiàn)場板裂化巖爆特征 125

6.1.1 錦屏二級水電站巖爆統(tǒng)計 125

6.1.2 板裂化形態(tài)特征與板裂化巖爆的關(guān)系 129

6.1.3 典型板裂化巖爆案例 131

6.2 板裂化巖爆發(fā)生機(jī)制和類型討論 132

6.3 板裂化巖爆模擬試驗 135

6.3.1 試驗概況 135

6.3.2 試驗結(jié)果 138

6.3.3 礦柱型巖爆機(jī)制和巖爆能量源的討論 146

6.4 基于突變理論的板裂化巖爆傾向性分析 149

6.4.1 力學(xué)模型簡化 149

6.4.2 單塊巖板的突變分析 150

6.4.3 組合巖板的突變分析 153

6.4.4 準(zhǔn)靜力條件下巖爆傾向性分析 155

6.4.5 動力擾動下巖爆傾向性分析 157

6.5 小結(jié) 159

第7章 板裂化錨桿錨固機(jī)制 160

7.1 不同錨固形式錨桿錨固止裂機(jī)制 160

7.1.1 試驗概況 160

7.1.2 含不同傾角預(yù)制裂隙試樣變形破壞特性 164

7.1.3 預(yù)應(yīng)力錨桿及全長黏結(jié)式錨桿錨固止裂效應(yīng) 171

7.1.4 錨固止裂機(jī)制 179

7.2 板裂化預(yù)應(yīng)力錨桿錨固機(jī)制 183

7.2.1 試驗方案 184

7.2.2 試驗結(jié)果分析 184

7.2.3 錨固機(jī)制 192

7.3 小結(jié) 194

參考文獻(xiàn) 195

附圖 209 2100433B

《深埋巷道底鼓機(jī)理及其錨固技術(shù)研究》結(jié)合常村礦S6采區(qū)1號回風(fēng)上山圍巖條件，采用現(xiàn)場測試和數(shù)值模擬方法獲得了煤層圍巖的地應(yīng)力、圍巖強(qiáng)度和圍巖結(jié)構(gòu)特征，分析了地應(yīng)力環(huán)境下巷道底板圍巖的穩(wěn)定性，運用廣義平面應(yīng)變問題和統(tǒng)一強(qiáng)度理論對處于三向地應(yīng)力環(huán)境下的巷道圍巖進(jìn)行彈塑性破壞力學(xué)解析，研究了錨桿和錨桿-混凝土反拱組合結(jié)構(gòu)控制底鼓的力學(xué)機(jī)理。通過相似模擬試驗，分析在無支護(hù)和采取底錨措施后巷道底板圍巖應(yīng)力分布和變形破壞特征，提出了底鼓控制措施，并進(jìn)行了現(xiàn)場工業(yè)性試驗。

《深埋巷道底鼓機(jī)理及其錨固技術(shù)研究》可供從事采礦工程的研究人員及工程技術(shù)人員使用。

《博士后文庫》序言

序

前言

第一篇預(yù)應(yīng)力錨索錨固力損失機(jī)理

第二篇預(yù)應(yīng)力錨索錨固力損失監(jiān)測技術(shù)

第三篇預(yù)應(yīng)力錨索錨固力監(jiān)測工程應(yīng)用研究 2100433B