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內(nèi)容簡介

　　《小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性解析與模擬研究》首先對單洞隧道問題的解析解進行了研究。從三角插值理論出發(fā)，研究了以洛朗級數(shù)表示的單位圓外——單洞外無限域的映射函數(shù)求解問題，并利用柯西積分法推導(dǎo)了復(fù)雜斷面單洞隧道圍巖應(yīng)力和位移的解析解。然后利用交替法原理、映射函數(shù)和單洞隧道解析解，推導(dǎo)了小凈距隧道圍巖應(yīng)力和位移平面彈性解析解。并利用該解析解，研究了洞形、埋深和圍巖性質(zhì)等因素對小凈距隧道圍巖應(yīng)力和位移分布的影響規(guī)律，研究了凈距對圍巖應(yīng)力和位移的影響規(guī)律，獲得了應(yīng)力和位移發(fā)生突變的凈距值。采用ANSYS有限元分析軟件，開展了毛洞條件下小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性分析，通過常用開挖方案的數(shù)值模擬，研究了隧道施工過程力學(xué)行為；開展了不同支護強度組合下小凈距隧道圍巖的應(yīng)力、位移特點；最后結(jié)合模型試驗，研究了不同凈距下圍巖穩(wěn)定性與破壞特征，提出了合理凈距建議值。《小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性解析與模擬研究》可供隧道、礦山、水利、交通等系統(tǒng)的廣大科技工作者及相關(guān)專業(yè)的院校師生參考。

作者簡介

　　楊建輝，1965年4月出生，河北人。博士、教授，浙江科技學(xué)院教師。中國巖石力學(xué)與工程理事，浙江省巖土力學(xué)與工程學(xué)會常務(wù)理事、副理事長。主要從事巖石力學(xué)、隧道工程等教學(xué)科研等工作。主要研究方向是隧道等地下巖體工程災(zāi)害發(fā)生機理和控制技術(shù)研究。主持完成多項縱向科研項目，其中基金類項目2項，研究成果達到國際先進水平。在專業(yè)重要刊物上發(fā)表論文40余篇，出版專著《基于巖體結(jié)構(gòu)分析的煤巷錨桿支護技術(shù)》，參編4部。參與的項目成果獲得河北省、浙江省科技進步三等獎各一次。應(yīng)用巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)理論，在大量工程實地考察的基礎(chǔ)上，研究了深埋礦山巷道圍巖塊裂結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)巖體的工程地質(zhì)特征、災(zāi)害類型與機制，提出了相應(yīng)錨固支護措施與參數(shù)選擇方法。應(yīng)用物理模擬實驗方法，研究了單層巖石和多層巖石錨固體全程力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)演化過程和失穩(wěn)機理，提出層狀結(jié)構(gòu)巖體的錨固機理為組合拱梁理論，建立了拱梁應(yīng)力的計算公式，該公式可全面地反映巖體層厚、錨桿長度、巷道跨度等參數(shù)對巖體穩(wěn)定性的影響。祝江鴻，1974年5月出生，浙江人，博士、優(yōu)秀工程師，浙江科技學(xué)院教師。主要研究方向為地下巖體工程力學(xué)分析中的數(shù)值法和解析法。主持和參與多項省部級科研項目，在專業(yè)重要刊物上發(fā)表論文10余篇，參編專著1部。在應(yīng)用復(fù)變函數(shù)理論開展地下洞室的力學(xué)解析分析方面有一定的突破，提出的單位圓外域到任意開挖斷面隧洞外域共形映射的計算方法，具有操作簡單、精度高和收斂快等特點，可較方便地求解任意斷面洞室的共形映射函數(shù)；利用任意開挖斷面洞室的共形映射函數(shù)，從洞室圍巖應(yīng)力邊界條件出發(fā)，借助復(fù)變函數(shù)理論獲得了用來求解圍巖應(yīng)力和位移的應(yīng)力函數(shù)通式；運用上述兩個研究成果可方便地開展地下任意開挖斷面洞室的力學(xué)解析分析。目前主持的浙江省自然科學(xué)基金在研項目“任意開挖斷面隧洞圍巖力學(xué)復(fù)變函數(shù)分析法中的共形映射方法”（LYl4E080012），將對單位圓內(nèi)（外）域一任意開挖斷面隧洞內(nèi)（外）域的共形映射函數(shù)模型構(gòu)建和求解展開系統(tǒng)研究，研究成果可促進共形映射方法在地下隧洞圍巖力學(xué)復(fù)變函數(shù)分析法中發(fā)揮橋梁作用。

圖書目錄

作者簡介
前言
1 緒論
1．1 研究背景和意義
1．2 小凈距隧道有關(guān)問題的研究現(xiàn)狀
1．2．1 小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性影響因素研究
1．2．2 小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性評價方法和指標(biāo)研究
1．2．3 小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性研究方法
1．3 存在的問題
1．4 研究內(nèi)容
2 分離式隧道平面力學(xué)問題的復(fù)變函數(shù)解法
2．1 彈性平面力學(xué)問題的復(fù)變函數(shù)表示
2．1．1 雙調(diào)和函數(shù)的復(fù)變函數(shù)表示
2．1．2 應(yīng)力分量和位移分量的復(fù)變函數(shù)表示
2．1．3 邊界條件的復(fù)變函數(shù)表示
2．1．4 討論
2．2 圓形隧道圍巖應(yīng)力場的柯西積分解法
2．2．1 圓形隧道條件描述及映射函數(shù)
2．2．2 圓形隧道平面力學(xué)問題的復(fù)變函數(shù)表示
2．2．3 解析函數(shù)的求解
2．2．4 解析函數(shù)的求解
2．2．5 算例
2．3 近似映射函數(shù)求解研究
2．3．1 映射函數(shù)的建立
2．3．2 映射函數(shù)的求解
2．3．3 算例
2．4 任意斷面隧道平面力學(xué)問題中的兩個解析函數(shù)求解
2．4．1 兩待求解析函數(shù)及邊界條件在平面上的表示
2．4．2 求解
2．4．3 驗證
2．5 復(fù)雜隧道斷面圍巖應(yīng)力場和位移場求解
2．5．1 標(biāo)準(zhǔn)隧道斷面圍巖應(yīng)力和位移計算條件
2．5．2 標(biāo)準(zhǔn)隧道斷面映射函數(shù)
2．5．3 表示的應(yīng)力和位移計算公式
2．5．4 應(yīng)力場求解結(jié)果分析
2．5．5 圍巖位移分析
2．6 小結(jié)
3 基于復(fù)變函數(shù)法的小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性與合理凈距研究
3．1 Schwarz交替法原理
3．1．1 Schwarz交替法原理
3．1．2 雙連通域中的彈性力學(xué)邊值問題的Schwarz交替法實現(xiàn)
3．2 圓形小凈距隧道解析函數(shù)研究
3．2．1 不同坐標(biāo)系下解析函數(shù)的變換
3．2．2 兩圓孔洞下的求解
3．3 復(fù)雜斷面小凈距隧道圍巖應(yīng)力場和位移場解析解研究
3．3．1 三個問題
3．3．2 交替迭代求解
3．3．3 迭代次數(shù)討論
3．4 洞形條件分析
3．4．1 依托工程概況
3．4．2 計算條件
3．4．3 不同洞形的映射函數(shù)
3．4．4 計算結(jié)果分析
3．5 埋深和圍巖條件分析
3．5．1 埋深條件分析
3．5．2 圍巖條件分析
3．6 凈距對圍巖穩(wěn)定性的影響分析
3．6．1 計算參數(shù)
3．6．2 圍巖應(yīng)力
3．6．3 圍巖位移分析
3．7 小結(jié)
4 小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性與合理凈距模擬研究
4．1 小凈距隧道毛洞圍巖穩(wěn)定性分析
4．1．1 數(shù)值計算模型
4．1．2 開挖洞形分析
4．1．3 圍巖條件分析
4．1．4 埋深條件分析
4．2 小凈距隧道開挖力學(xué)分析
4．2．1 計算模型和參數(shù)
4．2．2 開挖方案設(shè)計
4．2．3 模擬結(jié)果分析
4．3 小凈距隧道支護強度分析
4．3．1 支護強度設(shè)計
4．3．2 支護方案設(shè)計
4．3．3 支護效果分析
4．4 小凈距隧道合理凈距研究
4．4．1 合理凈距確定準(zhǔn)則
4．4．2 數(shù)值模擬條件
4．4．3 洞周位移分析
4．4．4 洞周應(yīng)力分析
4．4．5 圍巖塑性區(qū)分析
4．5 小凈距隧道合理凈距模型試驗研究
4．5．1 試驗裝置
4．5．2 模型試驗方案
4．5．3 試驗結(jié)果與分析
4．6 小結(jié)
參考文獻