目錄
“博士后文庫(kù)”序言
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究目的與意義 1
1.2 研究現(xiàn)狀概述 3
1.2.1 硬巖脆性破壞特征與機(jī)制.3
1.2.2 巖石脆性特征評(píng)價(jià)方法 9
1.2.3 巖爆的分類研究 12
1.2.4 巖爆機(jī)理研究 14
1.2.5 巖爆的預(yù)警研究 16
1.2.6 硬巖結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性 18
1.2.7 結(jié)構(gòu)面起伏體損傷特性 20
1.2.8 結(jié)構(gòu)面與巖爆相關(guān)性研究 22
1.3 目前研究中存在的問(wèn)題.23
1.4 本書(shū)技術(shù)路線圖 24
第2章 深部硬巖---硬性結(jié)構(gòu)面高儲(chǔ)能系統(tǒng)與動(dòng)力災(zāi)害 26
2.1 引言 26
2.2 巖爆案例 26
2.2.1 錦屏二級(jí)水電站深埋隧洞巖爆案例 26
2.2.2 川藏鐵路拉林段隧道巖爆案例 32
2.2.3 引漢濟(jì)渭工程隧道巖爆案例 34
2.3 結(jié)構(gòu)面型巖爆分類 37
2.3.1 滑移型巖爆 38
2.3.2 剪切破裂型巖爆 39
2.3.3 板裂屈曲型巖爆 39
2.4 結(jié)構(gòu)面型巖爆發(fā)生機(jī)制 40
2.4.1 滑移型巖爆和剪切破裂型巖爆發(fā)生機(jī)制 40
2.4.2 結(jié)構(gòu)面誘發(fā)的板裂屈曲型巖爆的力源分析 48
2.5 討論 50
2.6 小結(jié) 50
第3章 硬巖脆性破壞特征與機(jī)制 52
3.1 引言 52
3.2 試樣準(zhǔn)備及試驗(yàn)程序 52
3.2.1 試驗(yàn)巖石性質(zhì)和試樣制備 52
3.2.2 試驗(yàn)方案 53
3.2.3 試驗(yàn)設(shè)備及方法 54
3.3 大理巖脆性破壞特征的試驗(yàn)研究 55
3.3.1 不同圍壓下大理巖的應(yīng)力–應(yīng)變特征 55
3.3.2 巖樣破壞面形態(tài)及試驗(yàn)現(xiàn)象的詳細(xì)描述 55
3.4 花崗巖脆性破壞特征的試驗(yàn)研究 57
3.4.1 不同圍壓下花崗巖的應(yīng)力–應(yīng)變特征 57
3.4.2 巖樣破壞面形態(tài)及試驗(yàn)現(xiàn)象的詳細(xì)描述 58
3.4.3 花崗巖破裂面斷口的電鏡掃描 60
3.5 水泥砂漿脆性破壞特征的試驗(yàn)研究 61
3.5.1 不同圍壓下砂漿的應(yīng)力–應(yīng)變特征 61
3.5.2 巖樣破壞面形態(tài)及試驗(yàn)現(xiàn)象的詳細(xì)描述 62
3.6 硬巖脆性破壞機(jī)制分析 63
3.7 小結(jié) 66
第4章 巖石脆性評(píng)價(jià)方法 67
4.1 引言 67
4.2 對(duì)現(xiàn)有脆性指標(biāo)的總結(jié)、分類和評(píng)價(jià) 67
4.2.1 從巖石應(yīng)力–應(yīng)變曲線獲得的脆性指標(biāo) 68
4.2.2 從額外物理和力學(xué)性質(zhì)測(cè)試獲得的脆性指標(biāo) 72
4.3 基于應(yīng)力–應(yīng)變曲線峰后行為的脆性評(píng)價(jià)方法 74
4.3.1 評(píng)價(jià)巖石脆性程度大小的指標(biāo)及其初步驗(yàn)證 75
4.3.2 評(píng)價(jià)巖石脆性破壞強(qiáng)度的指標(biāo)的定義、公式和驗(yàn)證 80
4.4 巖石脆性程度大小和脆性破壞強(qiáng)度的關(guān)系 84
4.5 巖石脆性程度大小和脆性破壞強(qiáng)度在評(píng)價(jià)巖爆的支護(hù)效果的應(yīng)用 86
4.6 討論 88
4.7 小結(jié) 89
第5章 巖石II型應(yīng)力---應(yīng)變曲線特征、機(jī)制與應(yīng)用 91
5.1 引言 91
5.2 試樣、試驗(yàn)系統(tǒng)和方法 92
5.2.1 巖石試樣制備 92
5.2.2 試驗(yàn)設(shè)備 93
5.2.3 試驗(yàn)方案和方法 93
5.3 結(jié)果和分析 94
5.3.1 三種測(cè)量軸向應(yīng)變方法的比較 94
5.3.2 應(yīng)力–應(yīng)變曲線特征 95
5.3.3 強(qiáng)度特性 97
5.3.4 破壞模式 99
5.3.5 聲發(fā)射特征 100
5.4 機(jī)理分析 102
5.4.1 II型應(yīng)力–應(yīng)變曲線發(fā)生機(jī)制 102
5.4.2 II型應(yīng)力–應(yīng)變曲線影響因素 106
5.4.3 加載控制方式對(duì)巖石特性的影響 108
5.5 討論 109
5.6 小結(jié) 110
第6章 硬巖結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性 112
6.1 引言 112
6.2 試樣制備及試驗(yàn)方案 112
6.3 不同巖性結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性 115
6.3.1 砂漿結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性 115
6.3.2 大理巖結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性 118
6.3.3 花崗巖結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)特性 120
6.4 不同巖性結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度隨壓力的變化規(guī)律 122
6.5 小結(jié) 124
第7章 結(jié)構(gòu)面剪切誘發(fā)動(dòng)力災(zāi)害影響因素 126
7.1 引言 126
7.2 結(jié)構(gòu)面剪切誘發(fā)巖爆的因素分析 126
7.2.1 巖性 126
7.2.2 法向壓力 128
7.2.3 結(jié)構(gòu)面表面形貌 130
7.2.4 充填物 133
7.2.5 剪切變形歷史 135
7.3 小結(jié) 136
第8章 硬巖結(jié)構(gòu)面起伏體損傷特點(diǎn)及對(duì)動(dòng)力剪切失穩(wěn)的影響 138
8.1 引言 138
8.2 不同壓力下花崗巖節(jié)理剪切特性 139
8.2.1 剪應(yīng)力–剪切位移曲線 139
8.2.2 不同法向應(yīng)力條件下聲發(fā)射事件的分布 140
8.3 花崗巖結(jié)構(gòu)面起伏體的損傷特性 141
8.3.1 不同法向應(yīng)力下基于聲發(fā)射事件的粗糙度損傷特征 141
8.3.2 花崗巖節(jié)理的剪脹特征 143
8.3.3 聲發(fā)射事件隨剪切循環(huán)的演化規(guī)律 146
8.4 起伏體損傷對(duì)宏觀力學(xué)特性的影響 148
8.4.1 起伏體損傷對(duì)節(jié)理峰后剪切行為的影響 148
8.4.2 起伏體損傷對(duì)黏滑的影響 150
8.4.3 剪切循環(huán)對(duì)AE中b值的影響 153
8.5 討論與小結(jié) 156
第9章 細(xì)觀結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)構(gòu)面動(dòng)力剪切力學(xué)行為的影響 158
9.1 引言 158
9.2 兩種不同花崗巖結(jié)構(gòu)面剪切特性比較 159
9.2.1 兩種結(jié)構(gòu)面類型剪切特性對(duì)比研究 159
9.2.2 相同法向應(yīng)力下兩種花崗巖結(jié)構(gòu)面的剪切特性 160
9.2.3 峰值剪切強(qiáng)度和殘余剪切強(qiáng)度的比較 164
9.2.4 兩類巖石結(jié)構(gòu)面的聲發(fā)射特性 165
9.2.5 花崗巖結(jié)構(gòu)面A和B剪切特性總結(jié) 167
9.3 花崗巖結(jié)構(gòu)面粗糙度分析 168
9.4 細(xì)觀結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力剪切特性影響 170
9.5 討論 174
9.6 小結(jié) 175
第10章 結(jié)構(gòu)面剪切誘發(fā)動(dòng)力災(zāi)害預(yù)警指標(biāo)與方法 176
10.1 引言 176
10.2 花崗巖結(jié)構(gòu)面黏滑剪切失穩(wěn)與聲發(fā)射特性 177
10.2.1 花崗巖結(jié)構(gòu)面剪切黏滑機(jī)制的解釋 177
10.2.2 具有黏滑特征的花崗巖結(jié)構(gòu)面剪切破壞的聲發(fā)射規(guī)律 179
10.3 基于聲發(fā)射b值的結(jié)構(gòu)面剪切誘發(fā)巖爆的預(yù)警方法 182
10.3.1 聲發(fā)射b值的物理意義及計(jì)算方法 182
10.3.2 不同法向應(yīng)力下花崗巖結(jié)構(gòu)面聲發(fā)射b值的演化規(guī)律 184
10.3.3 基于聲發(fā)射b值的剪切型巖爆預(yù)警方法 186
10.3.4 采用聲發(fā)射b值的預(yù)警剪切型巖爆的優(yōu)點(diǎn) 191
10.3.5 聲發(fā)射b值可以預(yù)警巖爆的解釋 192
10.4 小結(jié) 194
第11章 跨尺度結(jié)構(gòu)面動(dòng)力剪切的冪函數(shù)規(guī)律 195
11.1 引言 195
11.2 本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源 196
11.3 結(jié)果分析 196
11.3.1 斷層周邊的裂紋密度分布 196
11.3.2 裂紋長(zhǎng)度分布 198
11.3.3 b 值的應(yīng)力依賴性 199
11.3.4 摩擦系數(shù)的應(yīng)力相關(guān)性 202
11.4 討論 204
11.5 小結(jié) 207
參考文獻(xiàn) 208
致謝 226
編后記 227