我国西部高山峡谷地区的水电工程厂房多布置在岸坡内，地下洞室群修建面临高地应力带来的开挖卸荷、岩爆、块体失稳等工程地质问题。本书基于重大工程实践，阐述高地应力反演、岩体本构模型和围岩稳定性计算的方法，提出匹配脆弹塑性损伤的非线性霍克-布朗模型精确执行算法，开发考虑结构面分布特征的圆盘模型，实现洞室开挖关键块体快速切割与精确定位，揭示高地应力条件地下洞室群力学响应机理，总结控制地下工程开挖稳定的工程措施，具有针对性、实用性和专门性。
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序
前言
第1章 绪论 1
1.1 工程背景 1
1.2 地下洞室围岩变形破坏研究进展 2
1.2.1 地应力对围岩变形破坏的影响 3
1.2.2 岩体结构对围岩变形破坏的影响 4
1.2.3 岩体质量对围岩变形破坏的影响 5
1.2.4 施工因素对围岩变形破坏的影响 6
1.3 地下洞室围岩变形机制研究方法 8
1.4 岩体地应力测试分析方法 10
1.4.1 地应力测试方法 10
1.4.2 地应力分析方法 12
第2章 岩体地应力分级、测量与反演 14
2.1 岩体地应力分级 14
2.2 横观各向同性岩体地应力测量理论 18
2.2.1 坐标系统及几何关系 18
2.2.2 钻孔周边径向位移的基本理论 21
2.2.3 孔径变形法的三维地应力计算 26
2.3 基于灰色系统理论的岩体地应力场回归分析 32
2.3.1 地应力回归分析方法 32
2.3.2 灰色系统基本理论 34
2.3.3 岩体地应力场的灰色计算模型 37
2.4 初始地应力位移函数法反演 43
2.4.1 位移假设 43
2.4.2 位移满足的弹性力学方程 44
2.4.3 回归方程的建立 46
2.4.4 位移函数法的实现与应用 48
第3章 地下洞室开挖卸荷围岩力学响应与模型 58
3.1 完整岩石不同条件卸荷力学行为 58
3.1.1 完整岩石不同卸荷条件力学行为 58
3.1.2 完整岩石深埋条件卸荷力学行为 62
3.2 地下洞室围岩开挖卸荷力学行为 66
3.2.1 高地应力地下洞室围岩变形特性 66
3.2.2 高地应力地下洞室围岩破坏机制 69
3.3 岩体的脆弹塑性损伤模型 70
3.3.1 岩体的加荷卸荷准则 71
3.3.2 卸荷岩体的损伤力学 75
3.3.3 加荷卸荷准则和脆弹塑性响应 77
3.4 非线性霍克-布朗模型弹塑性执行 78
3.4.1 霍克-布朗准则 78
3.4.2 非线性霍克 -布朗准则的精确描述 79
3.4.3 正应力-剪应力平面的霍克-布朗准则 80
3.4.4 给定应力状态瞬态内摩擦角和瞬态黏聚力的确定 83
3.4.5 主应力空间外凸形屈服锥面特征及数学奇异性 84
3.4.6 主应力空间塑性回映精确算法 85
第4章 地下洞室围岩稳定性分析方法 93
4.1 块体稳定性分析方法 93
4.1.1 关键块体理论 93
4.1.2 Unwedge软件 96
4.2围岩稳定性数值分析方法 98
4.2.1 DDA法 98
4.2.2 FLAC3D法 100
4.3 地下厂房洞室群优化方法 102
4.3.1 地下厂房洞室轴线与间距优化 102
4.3.2 地下厂房洞室开挖数值计算模拟 106
4.3.3 地下厂房洞室群施工顺序优化 108
第5章 拉西瓦水电站地下厂房基本条件 116
5.1 地质概况 116
5.1.1 区域地质 116
5.1.2 地质环境 116
5.1.3 工程地质条件 120
5.2 地下厂房洞室群断裂空间分布特征 125
5.2.1 主要断裂长度的确定 125
5.2.2 主要断裂空间分布方程的建立 127
5.2.3 主厂房拱顶和上、下游边墙主要断裂的分布特征 134
5.2.4 主变室拱顶和上、下游边墙主要断裂分布位置的确定 146
5.2.5 调压井拱顶和上、下游边墙主要断裂分布位置的确定 154
5.3 地下厂房系统物探检测 158
5.3.1 地下厂房物探检测 159
5.3.2 主变室物探检测 170
5.3.3 尾水洞物探检测 179
第6章 拉西瓦水电站地下厂房洞室群安全控制 180
6.1 地下厂房洞室群块体稳定性分析 180
6.1.1 块体稳定性分析的基本原则与参数选取 180
6.1.2 主厂房块体稳定性 180
6.1.3 主变室围岩块体稳定性 193
6.1.4 调压井围岩块体稳定性 203
6.2 地下厂房不连续变形分析 209
6.3 地下厂房洞室群稳定性预测 211
6.3.1 计算模型的建立 211
6.3.2 计算模型的剖分 213
6.3.3 各工况的计算结果 213
6.3.4 地下厂房系统开挖后二次应力对围岩稳定性影响评价 232
6.4 地下厂房洞室群围岩岩爆评价 235
6.5 地下厂房洞室群围岩稳定性反馈 238
6.5.1 三维数值分析 238
6.5.2 计算结果 240
6.5.3 计算模拟的比较分析 242
6.6 地下厂房洞室群围岩变形监测与工程控制 247
6.6.1 地下洞室群支护措施动态调整 247
6.6.2 监测资料分析 252 参考文献 260
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