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第1章 绪论1

1.1 地应力概述1

1.1.1 地应力的概念1

1.1.2 高地应力2

1.2 软岩及软岩隧道4

1.2.1 软弱围岩的含义及力学特性4

1.2.2 软弱围岩隧道7

1.3 高地应力软岩荷载问题的研究现状8

1.3.1 高地应力软岩荷载问题国外研究现状8

1.3.2 高地应力软岩荷载问题国内研究进展9

1.4 高地应力软岩隧道的荷载机制12

1.4.1 基于原岩应力和开挖位移的高地应力软岩隧道围岩压力研究12

1.4.2 基于开挖应力释放率模型的高地应力软岩隧道衬砌压力研究13

第2章 地应力的分布规律14

2.1 地应力的影响因素分析14

2.1.1 地应力成因14

2.1.2 地应力的主要影响因素15

2.2 全球地应力区域构造分析17

2.3 中国应力场分析18

2.3.1 中国实测地应力分析18

2.3.2 中国不同岩性地应力分析20

2.4 青藏地区地应力分析22

2.4.1 青藏地区地应力成因22

2.4.2 青藏地区地应力分布23

2.4.3 青藏地区三大岩性地应力分布规律23

2.4.4 综合分析27

第3章 隧道区域地应力实测与应力拓展29

3.1 国内外研究现状30

3.1.1 国外研究现状30

3.1.2 国内研究现状32

3.2 地应力测量方法33

3.2.1 应力解除法之空腔包体应变计法34

3.2.2 孔底应力解除法36

3.2.3 水压致裂法38

3.2.4 声发射法39

3.2.5 应力恢复法41

3.3 软岩隧道的地应力测量42

3.3.1 天池坪隧道高地应力现场测试与分析43

3.3.2 两水隧道地应力测试结果分析49

3.4 宏观地应力场拓展分析51

3.4.1 BP神经网络改进与地应力场拓展52

3.4.2 地应力场拓展分析55

第4章 软弱围岩隧道61

4.1 软岩隧道的现状61

4.2 软岩隧道的特征分析65

4.3 软岩隧道变形演化机制66

4.4 软岩隧道变形原因67

4.5 高地应力软岩隧道围岩压力和围岩与支护结构相互作用67

4.6 高地应力软岩隧道围岩压力研究中的主要理论问题69

第5章 高地应力软岩隧道的荷载机制71

5.1 基于原岩应力和开挖位移的高地应力软岩隧道围岩压力的研究71

5.1.1 围岩软化“直-曲-直”模型74

5.1.2 软化模量的概念及其物理意义74

5.1.3 岩体应变模型75

5.1.4 基于岩体软化“直-曲-直”模型的卡斯特耐尔扩展公式推导75

5.1.5 弹性区围岩应力分布的理论解77

5.1.6 塑性软化区卡斯特耐尔扩展公式推导79

5.1.7 塑性流动区卡斯特耐尔扩展公式推导82

5.1.8 卡斯特耐尔扩展公式广泛性分析84

5.1.9 卡斯特耐尔扩展公式与经典卡斯特耐尔公式对比分析85

5.2 卡斯特耐尔扩展公式实例分析与工程应用86

5.2.1 卡斯特耐尔扩展公式应用探讨86

5.2.2 经典实例分析87

5.2.3 木寨岭隧道高地应力Ⅴ级软岩段应用88

5.3 基于开挖应力释放率模型的高地应力软岩隧道衬砌压力研究90

5.3.1 基于净空收敛曲线三阶段划分的高地应力软岩隧道衬砌压力研究91

5.3.2 基于净空收敛曲线拟合的高地应力软岩隧道衬砌压力研究99

5.4 高地应力软弱围岩条件下支护结构与围岩相互作用三维数值分析106

5.4.1 关角隧道基于等效连续介质模型的三维数值分析106

5.4.2 基于围岩参数全过程变化的木寨岭隧道Ⅴ级软岩段三维数值分析128

参考文献133