目錄
“博士后文庫”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制.3
1.2.2 巖石脆性特征評價方法 9
1.2.3 巖爆的分類研究 12
1.2.4 巖爆機理研究 14
1.2.5 巖爆的預警研究 16
1.2.6 硬巖結構面剪切力學特性 18
1.2.7 結構面起伏體損傷特性 20
1.2.8 結構面與巖爆相關性研究 22
1.3 目前研究中存在的問題.23
1.4 本書技術路線圖 24
第2章 深部硬巖---硬性結構面高儲能系統(tǒng)與動力災害 26
2.1 引言 26
2.2 巖爆案例 26
2.2.1 錦屏二級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 引漢濟渭工程隧道巖爆案例 34
2.3 結構面型巖爆分類 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 結構面型巖爆發(fā)生機制 40
2.4.1 滑移型巖爆和剪切破裂型巖爆發(fā)生機制 40
2.4.2 結構面誘發(fā)的板裂屈曲型巖爆的力源分析 48
2.5 討論 50
2.6 小結 50
第3章 硬巖脆性破壞特征與機制 52
3.1 引言 52
3.2 試樣準備及試驗程序 52
3.2.1 試驗巖石性質(zhì)和試樣制備 52
3.2.2 試驗方案 53
3.2.3 試驗設備及方法 54
3.3 大理巖脆性破壞特征的試驗研究 55
3.3.1 不同圍壓下大理巖的應力–應變特征 55
3.3.2 巖樣破壞面形態(tài)及試驗現(xiàn)象的詳細描述 55
3.4 花崗巖脆性破壞特征的試驗研究 57
3.4.1 不同圍壓下花崗巖的應力–應變特征 57
3.4.2 巖樣破壞面形態(tài)及試驗現(xiàn)象的詳細描述 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研究 61
3.5.1 不同圍壓下砂漿的應力–應變特征 61
3.5.2 巖樣破壞面形態(tài)及試驗現(xiàn)象的詳細描述 62
3.6 硬巖脆性破壞機制分析 63
3.7 小結 66
第4章 巖石脆性評價方法 67
4.1 引言 67
4.2 對現(xiàn)有脆性指標的總結、分類和評價 67
4.2.1 從巖石應力–應變曲線獲得的脆性指標 68
4.2.2 從額外物理和力學性質(zhì)測試獲得的脆性指標 72
4.3 基于應力–應變曲線峰后行為的脆性評價方法 74
4.3.1 評價巖石脆性程度大小的指標及其初步驗證 75
4.3.2 評價巖石脆性破壞強度的指標的定義、公式和驗證 80
4.4 巖石脆性程度大小和脆性破壞強度的關系 84
4.5 巖石脆性程度大小和脆性破壞強度在評價巖爆的支護效果的應用 86
4.6 討論 88
4.7 小結 89
第5章 巖石II型應力---應變曲線特征、機制與應用 91
5.1 引言 91
5.2 試樣、試驗系統(tǒng)和方法 92
5.2.1 巖石試樣制備 92
5.2.2 試驗設備 93
5.2.3 試驗方案和方法 93
5.3 結果和分析 94
5.3.1 三種測量軸向應變方法的比較 94
5.3.2 應力–應變曲線特征 95
5.3.3 強度特性 97
5.3.4 破壞模式 99
5.3.5 聲發(fā)射特征 100
5.4 機理分析 102
5.4.1 II型應力–應變曲線發(fā)生機制 102
5.4.2 II型應力–應變曲線影響因素 106
5.4.3 加載控制方式對巖石特性的影響 108
5.5 討論 109
5.6 小結 110
第6章 硬巖結構面剪切力學特性 112
6.1 引言 112
6.2 試樣制備及試驗方案 112
6.3 不同巖性結構面剪切力學特性 115
6.3.1 砂漿結構面剪切力學特性 115
6.3.2 大理巖結構面剪切力學特性 118
6.3.3 花崗巖結構面剪切力學特性 120
6.4 不同巖性結構面抗剪強度隨壓力的變化規(guī)律 122
6.5 小結 124
第7章 結構面剪切誘發(fā)動力災害影響因素 126
7.1 引言 126
7.2 結構面剪切誘發(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 結構面表面形貌 130
7.2.4 充填物 133
7.2.5 剪切變形歷史 135
7.3 小結 136
第8章 硬巖結構面起伏體損傷特點及對動力剪切失穩(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 剪應力–剪切位移曲線 139
8.2.2 不同法向應力條件下聲發(fā)射事件的分布 140
8.3 花崗巖結構面起伏體的損傷特性 141
8.3.1 不同法向應力下基于聲發(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 起伏體損傷對宏觀力學特性的影響 148
8.4.1 起伏體損傷對節(jié)理峰后剪切行為的影響 148
8.4.2 起伏體損傷對黏滑的影響 150
8.4.3 剪切循環(huán)對AE中b值的影響 153
8.5 討論與小結 156
第9章 細觀結構對結構面動力剪切力學行為的影響 158
9.1 引言 158
9.2 兩種不同花崗巖結構面剪切特性比較 159
9.2.1 兩種結構面類型剪切特性對比研究 159
9.2.2 相同法向應力下兩種花崗巖結構面的剪切特性 160
9.2.3 峰值剪切強度和殘余剪切強度的比較 164
9.2.4 兩類巖石結構面的聲發(fā)射特性 165
9.2.5 花崗巖結構面A和B剪切特性總結 167
9.3 花崗巖結構面粗糙度分析 168
9.4 細觀結構對動力剪切特性影響 170
9.5 討論 174
9.6 小結 175
第10章 結構面剪切誘發(fā)動力災害預警指標與方法 176
10.1 引言 176
10.2 花崗巖結構面黏滑剪切失穩(wěn)與聲發(fā)射特性 177
10.2.1 花崗巖結構面剪切黏滑機制的解釋 177
10.2.2 具有黏滑特征的花崗巖結構面剪切破壞的聲發(fā)射規(guī)律 179
10.3 基于聲發(fā)射b值的結構面剪切誘發(fā)巖爆的預警方法 182
10.3.1 聲發(fā)射b值的物理意義及計算方法 182
10.3.2 不同法向應力下花崗巖結構面聲發(fā)射b值的演化規(guī)律 184
10.3.3 基于聲發(fā)射b值的剪切型巖爆預警方法 186
10.3.4 采用聲發(fā)射b值的預警剪切型巖爆的優(yōu)點 191
10.3.5 聲發(fā)射b值可以預警巖爆的解釋 192
10.4 小結 194
第11章 跨尺度結構面動力剪切的冪函數(shù)規(guī)律 195
11.1 引言 195
11.2 本研究的數(shù)據(jù)來源 196
11.3 結果分析 196
11.3.1 斷層周邊的裂紋密度分布 196
11.3.2 裂紋長度分布 198
11.3.3 b 值的應力依賴性 199
11.3.4 摩擦系數(shù)的應力相關性 202
11.4 討論 204
11.5 小結 207
參考文獻 208
致謝 226
編后記 227