巖體卸荷力學(xué)與工程

序

前言

第1章 概述1

1.1巖體卸荷力學(xué)的研究意義1

1.2巖體卸荷的基本特征4

1.3關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題及研究難點(diǎn)10

1.4本書(shū)研究思路與主要內(nèi)容12

第2章 巖體卸荷試驗(yàn)方法及裝備14

2.1側(cè)向卸荷試驗(yàn)方法14

2.2法向卸荷-剪切試驗(yàn)方法16

2.3拉剪試驗(yàn)裝備及方法18

2.4三軸卸荷-拉伸試驗(yàn)裝備及方法24

第3章 側(cè)向卸荷條件下巖體的力學(xué)響應(yīng)試驗(yàn)研究30

3.1試驗(yàn)方案30

3.2卸荷變形響應(yīng)及參數(shù)弱化規(guī)律34

3.3強(qiáng)度弱化及脆性指數(shù)變化規(guī)律39

3.4卸荷速率效應(yīng)44

3.5裂隙巖體的力學(xué)響應(yīng)規(guī)律51

3.6多尺度破裂體系58

3.7損傷破裂機(jī)制72

第4章 法向卸荷-剪切條件下巖體的力學(xué)響應(yīng)試驗(yàn)研究78

4.1試驗(yàn)方案78

4.2巖石的變形與強(qiáng)度87

4.3單裂隙巖體的變形與強(qiáng)度100

4.4平行雙裂隙巖體的變形與強(qiáng)度106

4.5非平行雙裂隙巖體的變形與強(qiáng)度116

4.6硬性接觸結(jié)構(gòu)面的變形破壞與強(qiáng)度127

4.7單裂隙巖體裂隙擴(kuò)展演化與模式137

4.8巖橋破裂模式140

第5章 拉剪條件下巖體的力學(xué)響應(yīng)試驗(yàn)研究157

5.1試驗(yàn)方案157

5.2變形與強(qiáng)度162

5.3破裂面形貌165

5.4細(xì)觀破裂演化機(jī)制174

5.5裂隙擴(kuò)展及巖橋貫通模式175

第6章 三軸卸荷-拉伸條件下巖體的力學(xué)響應(yīng)試驗(yàn)研究182

6.1試驗(yàn)方案182

6.2變形與強(qiáng)度186

6.3損傷破裂演化199

6.4破裂面粗糙度216

第7章 卸荷蠕變條件下裂隙巖體的力學(xué)響應(yīng)試驗(yàn)研究220

7.1試驗(yàn)方案220

7.2卸荷蠕變特征及參數(shù)227

7.3本構(gòu)模型與參數(shù)反演236

第8章 巖體卸荷強(qiáng)度準(zhǔn)則及本構(gòu)模型245

8.1拉剪強(qiáng)度準(zhǔn)則245

8.2三軸卸荷-拉伸強(qiáng)度準(zhǔn)則及本構(gòu)模型259

8.3側(cè)向卸荷條件下巖石屈服準(zhǔn)則及本構(gòu)模型277

8.4卸荷蠕變損傷本構(gòu)模型282

第9章 卸荷條件下巖體損傷破裂的能量轉(zhuǎn)化機(jī)理296

9.1卸荷損傷破裂過(guò)程中應(yīng)變能計(jì)算理論296

9.2三軸卸荷條件下巖石損傷破裂的能量轉(zhuǎn)化機(jī)理303

9.3法向卸荷條件下巖石剪切破壞的能量轉(zhuǎn)化機(jī)理314

9.4三軸卸荷-拉伸條件下巖石拉裂的能量轉(zhuǎn)化機(jī)理321

第10章 卸荷誘發(fā)巖體裂隙擴(kuò)展機(jī)理及判據(jù)325

10.1卸荷條件下巖體裂隙擴(kuò)展的差異變形機(jī)制模型325

10.2拉剪應(yīng)力狀態(tài)下裂隙起裂和擴(kuò)展的斷裂力學(xué)判據(jù)327

10.3卸荷剪切條件下巖橋破裂模式判別標(biāo)準(zhǔn)333

第11章 基于亞臨界斷裂力學(xué)理論的巖體加卸載損傷破裂數(shù)值模擬335

11.1巖體裂隙時(shí)效擴(kuò)展模型335

11.2基于FLAC的模擬實(shí)現(xiàn)338

11.3試驗(yàn)驗(yàn)證340

11.4該數(shù)值模擬方法的特點(diǎn)348

第12章 卸荷條件下巖石高邊坡動(dòng)力響應(yīng)與表生改造機(jī)制350

12.1中國(guó)西南地區(qū)巖石高邊坡的主要特征350

12.2巖石高邊坡變形演化動(dòng)力過(guò)程354

12.3大規(guī)模開(kāi)挖卸荷誘發(fā)巖石高邊坡卸荷破裂特征及變形規(guī)律363

12.4巖石高邊坡卸荷帶的形成機(jī)制與發(fā)育規(guī)律382

第13章 煤礦負(fù)煤柱卸壓開(kāi)采及工程396

13.1卸壓開(kāi)采的特點(diǎn)396

13.2負(fù)煤柱卸壓開(kāi)采力學(xué)原理397

13.3負(fù)煤柱卸壓開(kāi)采相似模擬411

13.4負(fù)煤柱卸壓開(kāi)采數(shù)值模擬421

13.5負(fù)煤柱卸壓開(kāi)采礦壓實(shí)測(cè)430

13.6負(fù)煤柱卸壓開(kāi)采經(jīng)濟(jì)效益分析437

參考文獻(xiàn)441