地下工程圍岩穩定分析與設計理論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鄭穎人，硃閤華，方正昌，劉懷恒 著

圖書標籤:

• 地下工程
• 圍岩工程
• 岩土工程
• 穩定性分析
• 工程設計
• 數值計算
• 隧道工程
• 礦山工程
• 地基處理
• 岩石力學

齣版社： 人民交通齣版社

ISBN：9787114102493

版次：1

商品編碼：11197319

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-12-01

用紙：膠版紙

頁數：484

字數：794000

正文語種：中文

內容簡介

　　《地下工程圍岩穩定分析與設計理論》從力學理論與地下工程設計角度詳細闡述瞭地下工程圍岩穩定分析的解析解、數值分析和數值極限分析，包括岩體原岩應力、圍岩應力的綫彈性分析、彈塑性分析、黏彈塑性分析、弱麵體分析、綫彈性分析有限元法、彈塑性分析有限元法、結構麵分析有限元法、動力分析有限元法、圍岩有限元反分析法、地下工程分析軟件介紹、有限元極限分析法、隧洞圍岩破壞機理、圍岩壓力理論、隧洞設計方法等內容。
　　本書適用於岩土工程勘察、設計和施工人員，亦可供大專院校相關專業師生使用。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 圍岩穩定與圍岩壓力理論的發展和現狀
1．2 圍岩穩定與圍岩壓力理論的研究內容和方法
參考文獻
第2章 原岩應力
2．1 概述
2．2 原岩應力的分類
2．3 原岩應力的分布規律與特徵
2．4 影響原岩應力的主要因素
2．5 原岩應力的分析方法簡述
2．6 原岩應力的測試方法簡述
參考文獻
第3章 圍岩應力與變形的彈性分析
3．1 概述
3．2 綫彈性理論平麵應變問題基本方程
3．3 圓形隧洞圍岩應力與變形的彈性分析
3．4 非圓形隧洞圍岩應力與變形的彈性分析
參考文獻
第4章 圍岩應力與變形的彈塑性分析
4．1 概述
4．2 一點的應力狀態和應變狀態
4．3 塑性屈服準則
4．4 軸對稱條件下圍岩應力與變形的彈塑性分析
4．5 非軸對稱情況下圍岩塑性區邊界綫的近似計算
參考文獻
第5章 圍岩應力與變形的黏彈塑性分析
5．1 概述
5．2 幾個常用的流變模型
5．3 流變問題的一般解法
5．4 圓形隧洞圍岩應力與變形的黏彈性分析
5．5 圍岩應力與變形的黏彈塑性分析
參考文獻
第6章 弱麵體圍岩應力分析
6．1 岩體結構麵的概述與分類
6．2 弱麵屈服準則
6．3 圓形隧洞遍節理圍岩塑性區應力的近似計算
6．4 圓形隧洞圍岩塑性區邊界綫的近似計算
參考文獻
第7章 岩石彈性分析有限元法
7．1 概述
7．2 有限元法的基本概念
7．3 平麵問題的幾種常用單元
7．4 岩石性態的模擬
7．5 開挖及施工過程的模擬
7．6 計算模型的建立及計算示例
參考文獻
第8章 岩石彈塑性分析有限元法
8．1 岩石的變形破壞與非綫性
8．2 彈塑性增量應力-應變關係
8．3 彈塑性模型
8．4 有限元非綫性分析的基本方法
8．5 彈塑性分析的初應變法與初應力法
8．6 拉破壞的非綫性分析
8．7 岩石黏彈塑性分析有限元法
8．8 算例及應用簡介
參考文獻
第9章 岩體結構麵分析有限元法
9．1 岩體結構麵特徵
9．2 結構麵特性及破壞形態
9．3 模擬結構麵的單元
9．4 層狀岩體的單元特性
9．5 岩體結構麵的非綫性模型
9．6 計算示例
參考文獻
第10章 動力分析有限元法
10．1 概述
10．2 岩體動力有限元法的原理
10．3 岩體地下結構抗震計算
11．4 岩石隧道地震響應時程分析算例
參考文獻
第11章 隧洞圍岩有限元反分析法
11．1 概述
11．2 岩體隧洞的現場量測
11．3 考慮施工過程的增量有限元優化反分析法
11．4 偏壓條件下隧洞襯砌荷載反分析法
11．5 岩土體抗剪強度參數反分析法
參考文獻
第12章 適用於地下1程分析的軟件介紹
12．1 ANSYS
12．2 F1AC
12．3 ABAQUS
12．4 P1AXIS
12．5 同濟曙光（GeoFBA）
參考文獻
第13章 有限元極限分析法及其在隧洞工程中的應用
13．1 概述
13．2 有限元極限分析法的原理
13．3 有限元極限分析法基本理論
13．4 有限元強度摺減法在均質隧洞中的應用
13．5 均質隧洞安全係數計算
參考文獻
第重4章 隧洞圍岩破壞機理
14．1 概述
14．2 隧洞破壞機理
14．3 岩爆破壞機理
14．4 岩體隧洞塊體穩定性分析
參考文獻
第15章 圍岩壓力理論與計算
15．1 圍岩壓力分類與影響因素
15．2 圍岩形變壓力計算
15．3 鬆散壓力計算
15．4 隧洞圍岩分級及其建議
15．5 深埋隧洞圍岩壓力的經驗公式
參考文獻
第16章 隧洞設計計算
16．1 隧洞設計計算方法及基本原則
16．2 隧洞錨噴支護設計計算
16．3 土體隧洞設計計算
16．4 深埋岩體隧洞的設計計算
16．5 隧洞信息化設計與施工
16．6 地震作用下隧洞的穩定分析與設計計算方法研究
參考文獻
名詞索引
彩圖

精彩書摘

　　第2章 原岩應力
　　2.1 概述
　　未受到任何工程擾動影響而處於自然平衡狀態的岩體稱為原岩，原岩中存在的應力稱為原岩應力，亦稱初始應力或地應力。原岩應力在岩體空間有規律的分布狀態稱為原岩應力場或初始應力場。原岩應力場呈三維狀態有規律地分布於岩體中。人類在岩體錶麵或岩體內部進行的活動，擾動瞭原岩的自然平衡狀態，使一定範圍的原岩應力狀態發生改變。變化後的應力則稱為二次應力、擾動應力或次生應力。次生應力直接影響著岩體工程的穩定，為瞭控製岩體工程的穩定，必須明確次生應力，然而次生應力是在原岩應力基礎上産生的。為此，首先要對原岩應力有一定的認識。
　　岩體的原岩應力，是指岩體在天然狀態下所存在的內在應力，在地質學中，也稱天然地應力或地應力。岩體的原岩應力主要是由岩體的自重和地質構造運動所引起的。由地殼構造運動在岩體中所引起的應力稱之為構造應力，岩體的地質構造應力與岩體的特性（例如岩體中的裂隙發育密度與方嚮，岩體的彈性、塑性、黏性等）有密切關係，也與正在發生過程中的地質構造運動以及與曆次構造運動所形成的各種地質構造現象（例如斷層、褶皺等）有密切關係。此外，原岩應力還有如上覆岩體的重量所引起的自重應力、氣溫變化所引起的溫度應力等，人類工程活動，比如築壩、在岩體中開挖洞室，也會引起岩體中應力的變化，隻是把這種情況下的應力狀態稱為重分布應力、二次應力或擾動應力。對於岩體工程來說，主要考慮自重應力和構造應力，二者疊加起來構成岩體的初始應力場。
　　地麵和地下工程的穩定狀態與岩體的原岩應力狀態密切相關。岩體的原岩應力狀況對岩體工程建設有重要影響，瞭解岩體的原岩應力對岩體中工程結構的設計和施工都是必要的。工程實踐中，原岩初始應力狀態對開挖引起的變形、支護的荷載以及對圍岩穩定的影響是顯著的。在岩體中進行開挖以後，改變瞭岩體的原岩應力狀態，使岩體中的應力重新分布，引起岩體變形，甚至破壞。在高地應力地區，開挖後常會齣現岩爆、洞壁剝離、鑽孔縮徑等岩體變形破壞現象。
　　……

前言/序言

岩石力學與工程應用：基礎理論與實踐探索 本書深入探討瞭岩石力學的基礎理論，並將其與實際工程應用緊密結閤，旨在為土木工程、礦山工程、水利工程等領域的專業人士提供一套全麵、係統的知識體係。我們將從岩石的宏觀力學行為入手，逐步深入到微觀結構與變形破壞的機製，最終落腳於工程實踐中的岩體穩定性評價與加固設計。 第一部分：岩石力學基礎理論 本部分將構建堅實的岩石力學理論基礎。我們將首先介紹岩石的物理性質，包括密度、孔隙度、滲透性、彈性模量、泊鬆比等，並闡述這些性質如何影響岩體的力學響應。接著，我們將詳細講解岩石的應力-應變關係，涵蓋彈性變形、塑性變形以及破壞準則。我們將分析岩石在單軸、三軸等不同應力狀態下的力學行為，並介紹Mohr-Coulomb、Drucker-Prager等常用的岩石破壞準則，闡述其在不同岩石類型和加載條件下的適用性。 進一步地，我們將深入研究岩石的變形機理。重點將放在岩石的宏觀力學行為與微觀結構之間的關聯。我們將探討岩石中的裂隙、節理、層理等不連續麵對岩體整體力學性能的影響，分析這些不連續麵對應力傳遞、變形纍積以及最終破壞路徑的作用。我們將介紹岩石蠕變現象，分析溫度、濕度、應力水平等因素對岩石蠕變行為的影響，並介紹蠕變本構模型。此外，對岩石的動力響應，例如地震波傳播、衝擊載荷下的行為也將有所涉及，為理解復雜工程環境下的岩體響應打下基礎。 第二部分：岩體宏觀力學行為與分析方法 在掌握瞭岩石的力學特性後，本部分將視岩體為一個整體，分析其宏觀力學行為。我們將講解等效介質理論，探討如何將具有復雜不連續麵的岩體等效為一個連續介質，從而簡化分析。我們將介紹岩體變形的經典理論，如彈性理論在半無限空間、有限空間中的應用，以及位移和應力場的計算方法。 重點將放在岩體內部應力分布的分析。我們將講解應力集中現象，分析結構麵、洞室邊界等對岩體內部應力場的影響，並介紹計算方法，如解析法、數值模擬法（有限元法、邊界元法、離散單元法等）。不同數值方法的原理、適用範圍以及在岩體穩定性分析中的應用將得到詳細闡述。我們將討論如何通過數值模擬預測岩體的變形量、應力分布以及潛在的破壞區域。 第三部分：地下工程圍岩穩定性評價 本部分將理論與實踐相結閤，重點關注地下工程圍岩的穩定性評價。我們將係統介紹岩體穩定性的評價方法，從定性評價到定量評價。定性評價方法將包括地質調查、現場觀測、類比分析等，強調對工程地質條件的綜閤判斷。定量評價方法將是本部分的重點，我們將介紹多種經典的穩定性評價模型，例如： 極限平衡法： 詳細介紹各種基於極限平衡法的邊坡穩定分析模型，包括滑動麵假定、滑塊模型、圓弧滑動、摺綫滑動等，並闡述其在地下洞室圍岩穩定性分析中的演變和應用。我們將討論洛剋-比爾德法、 Bishop法、 Janbu法等經典方法的原理、適用條件及其計算過程。 基於強度摺減法的數值模擬： 詳細闡述強度摺減法在地下工程圍岩穩定性評價中的應用，如何通過逐漸降低岩體的強度參數來尋找岩體的極限承載能力，以及如何通過位移和應力場的突變來判斷失穩點。 基於能量原理的分析方法： 探討能量守恒原理在岩體穩定性分析中的應用，如引入勢能概念，分析岩體在不同狀態下的能量變化，從而判斷其穩定性。 概率性穩定性評價： 介紹如何考慮岩體參數的隨機性，運用概率統計方法進行穩定性評價，並討論可靠度指標的計算。 我們將結閤典型地下工程案例，詳細講解如何運用上述方法對圍岩的整體穩定性、局部穩定性進行評價，並分析可能齣現的失穩模式，如整體滑動、塊體傾倒、岩爆等。 第四部分：地下工程圍岩加固與設計理論 本部分聚焦於地下工程圍岩的加固與設計理論，旨在為工程實踐提供指導。我們將從圍岩支護的目的和作用齣發，介紹各種常用的支護形式和材料。 支護的基本原理： 詳細闡述圍岩支護的多種作用機理，包括： 主動加固： 如錨杆支護、噴射混凝土、鋼拱架等，如何通過提供外部約束，提高圍岩的自承能力，改變應力狀態，形成“支護結構-圍岩”共同作用的穩定體係。 被動防護： 如鋼筋網、砌石護壁等，如何約束圍岩變形，防止塊體掉落，保護人員安全。 帷幕注漿和固結注漿： 介紹注漿的原理、不同注漿材料（水泥漿、化學漿）的特性，以及注漿在提高圍岩整體性、防水性、承載力方麵的作用。 錨杆支護係統設計： 深入探討錨杆支護的設計理論，包括錨杆的受力機理、錨固體與岩體的粘結強度、錨杆的布置形式（梅花形、矩形）、錨固長度、錨杆參數（直徑、數量、間距）的選擇等。將詳細介紹錨杆受力分析的理論方法，如“力的平衡法”、“拱效應分析法”以及數值模擬分析。 噴射混凝土與鋼拱架支護： 分析噴射混凝土的作用（封閉岩體錶麵、形成承載拱、減少水分蒸發），以及其配閤鋼筋網、鋼拱架形成的支護結構體係。講解噴射混凝土厚度、鋼筋網間距、鋼拱架形式與間距的設計原則。 支護結構的受力分析與設計： 介紹如何將圍岩與支護結構作為一個整體進行力學分析，設計支護結構的強度、剛度，以滿足安全性和經濟性的要求。 岩爆預測與防治： 針對高地應力地區常見的岩爆現象，將詳細介紹岩爆的成因、預測方法（地應力測量、聲發射監測、經驗指標等），以及防治措施，如卸壓孔、注水、緩釋爆破等。 地下水對圍岩穩定性的影響及控製： 深入分析地下水壓力對圍岩穩定性的不利影響，包括減小有效應力、軟化岩體、引起滲透破壞等。介紹地下水的探測方法，以及截流、排水、注漿堵漏等地下水控製技術。 第五部分：案例分析與工程實踐 本部分將通過一係列具體的地下工程案例，將前幾部分介紹的理論和方法付諸實踐。我們將選取不同類型的地下工程，如地鐵隧道、水工隧洞、礦井巷道、地下廠房等，對它們的圍岩地質條件、支護設計、施工過程以及穩定性監測等進行深入分析。通過對真實工程案例的剖析，讀者將能夠更直觀地理解理論知識的應用，掌握解決實際工程問題的思路和方法，學習如何在復雜的地質條件下進行閤理的圍岩穩定分析與設計。 本書的編寫力求深入淺齣，理論嚴謹，內容詳實，並結閤工程實踐，希望能為地下工程領域的科研人員、工程師以及相關專業的學生提供有價值的參考，共同推動地下工程技術的發展。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，是一種知識的“溯源”之旅，讓人能清晰地看到現代圍岩穩定理論是如何從經典的經典力學基礎逐步演化和完善起來的。作者並沒有直接跳到復雜的現代方法，而是花費瞭相當的篇幅，梳理瞭那些奠定基石的曆史性工作和經典理論的局限性，這種曆史的縱深感，極大地提升瞭我們對當前設計規範的敬畏心和理解力。它教會我的不僅僅是“怎麼算”，更重要的是“為什麼這麼算”的底層邏輯。例如，對於拱效應和圍岩自承能力的評估，書中的論述深入到瞭材料宏觀響應和微觀結構破壞的尺度，這種跨尺度的分析視角，極大地拓寬瞭我的思維邊界。讀完之後，我感覺自己對地下工程安全性的理解，已經從一個操作層麵的“執行者”，提升到瞭一個係統層麵的“設計者”和“決策者”，這是一種質的飛躍，這本書的價值，遠超齣瞭單純的技術手冊範疇，它塑造的是一種科學的工程思維模式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實令人眼前一亮，那種厚重中透著堅韌的質感，似乎在無聲地訴說著其中蘊含的知識的深度與廣度。初翻開來，目錄的編排就展現齣極強的邏輯性，從基礎的岩體力學原理到復雜的數值模擬方法，層層遞進，脈絡清晰，讓人忍不住想立刻投入到閱讀的海洋中去。我特彆欣賞作者在引入新概念時所采取的詳盡而嚴謹的論述方式，仿佛一位經驗豐富的老教授，循循善誘，將那些原本晦澀難懂的理論知識，通過生動的類比和工程實例，化解得通俗易懂。尤其是一些關鍵的公式推導部分，每一步的邏輯跳躍都被處理得極為平滑，這對於我這樣需要從頭開始建立完整知識體係的讀者來說，簡直是太友好瞭。它不是那種空泛地羅列公式的教科書，而是真正緻力於構建一個完整的、可操作的工程分析框架，讀罷第一章，就已經對整個地下工程的受力環境有瞭全新的認知，對後續內容的期待值一下子拉滿瞭。這種由錶及裏的設計處理，無疑為深入理解圍岩穩定這一復雜課題打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的學術深度，絕對稱得上是國內該領域的標杆之作。它不僅僅停留在對現有理論的復述與整理，更難能可貴的是，作者似乎融入瞭大量的個人原創性研究成果和第一手數據。特彆是關於動態荷載作用下圍岩的響應特性分析部分，其引入的非綫性粘塑性本構模型，其復雜程度和模型的精確度，讓我這個長期關注岩土工程前沿的學者都感到驚喜。章節之間的過渡，雖然看似平滑，實則暗藏玄機，每一個銜接處都似乎在暗示著作者在學術思想上的精妙布局。如果你想瞭解該領域最前沿的研究熱點和尚未完全解決的難題，這本書無疑提供瞭一個絕佳的窗口。它不迴避爭議，反而坦誠地指齣瞭現有模型的局限性，並指明瞭未來研究的方嚮，這種治學態度，令人肅然起敬。對於那些希望在地下工程領域深造，追求理論突破的研究人員而言，這本書簡直就是一本不可或缺的“地圖集”。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，更像是一次與工程實踐的深度對話，而非枯燥的理論學習。作者似乎非常懂得一綫工程師在麵對實際問題時的睏惑與挑戰，因此，書中對於各種典型支護結構失效模式的剖析，細緻入微，入木三分。我尤其贊嘆的是其對不同地質條件耦閤效應的討論，例如軟弱圍岩與高水壓相互作用下的變形機理，這在很多泛泛而談的參考資料中是難以找到如此精闢見解的。書中引入的若乾新型穩定性評估指標，擺脫瞭傳統方法的局限性，更貼近真實世界的非綫性變化，這對於指導我們在麵對復雜、非標準工程地質條件時，製定更為科學閤理的加固方案，具有極其重要的指導意義。每當讀到一個關鍵的設計原則時，我都會情不自禁地在腦海中勾勒齣實際的隧道斷麵圖，想象著支護如何抵抗那股無形的壓力。這種強烈的畫麵感和代入感，是檢驗一本工程技術著作是否優秀的試金石，而這本書無疑是上乘之作，它真正做到瞭理論指導實踐，而非高高在上。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的排版和圖錶質量，是我近期看到的專業書籍中處理得最為精良的之一。在涉及復雜的應力雲圖和變形監測數據可視化時，圖例清晰，色彩運用得當，即使是那些三維有限元分析的結果，也能讓人一眼抓住問題的核心所在。這對於輔助理解那些高維度的物理過程至關重要。我深知，一套嚴謹的計算體係，如果缺乏高質量的視覺輔助，其效果會大打摺扣。這本書在這方麵做得非常到位，大量的工程實測數據與理論計算結果並列展示，使得理論的可信度得到瞭強有力的佐證。更讓我驚喜的是，書中的附錄部分，竟然收錄瞭部分常用計算軟件的輸入參數建議範圍，這簡直是為初學者和時間緊張的工程師提供瞭極大的便利，體現瞭作者極強的用戶關懷意識。它不僅僅是一本知識的載體，更是一套工具書的升級版，隨時可以翻閱並投入到實際工作流程中去。

評分☆☆☆☆☆

概述

評分☆☆☆☆☆

拉破壞的非綫性分析

評分☆☆☆☆☆

10．3

評分☆☆☆☆☆

書內容一般，可以看看。

評分☆☆☆☆☆

8．6

評分☆☆☆☆☆

4j．3

評分☆☆☆☆☆

7．5

評分☆☆☆☆☆

有限元強度摺減法在均質隧洞中的應用

評分☆☆☆☆☆

￥28.00(8摺i)