鉆爆法施工的海底隧道最小巖石覆蓋厚度確定方法

《巖石力學(xué)與工程研究著作叢書》序

《巖石力學(xué)與工程研究著作叢書》編者的話

前言

第1章緒論

1.1海底隧道的優(yōu)點(diǎn)

1.2海底隧道的特點(diǎn)

1.3海底隧道修建方法

1.4研究意義

1.5世界海底隧道修建現(xiàn)狀

1.6中國(guó)海底隧道修建現(xiàn)狀

1.7海底隧道主要設(shè)計(jì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

1.8本書主要內(nèi)容

第2章確定巖石覆蓋厚度方法體系

2.1方法體系

2.1.1圍巖穩(wěn)定性分析巖石覆蓋厚度

2.1.2巖石準(zhǔn)三維斷裂損傷分析巖石覆蓋厚度

2.1.3海水滲流分析巖石覆蓋厚度

2.1.4地震載荷分析巖石覆蓋厚度

2.1.5爆破載荷分析巖石覆蓋厚度

2.2青島膠州灣海底隧道

2.2.1工程概況

2.2.2工程地質(zhì)

第3章工程類比法

3.1挪威經(jīng)驗(yàn)法

3.1.1巖石覆蓋厚度經(jīng)濟(jì)性比較

3.1.2世界主要海底隧道的最小巖石覆蓋厚度比較

3.1.3與海水深度相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)曲線

3.1.4按縱波波速線性插值獲得挪威經(jīng)驗(yàn)建議值

3.1.5與基巖埋置深度相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)曲線

3.1.6挪威經(jīng)驗(yàn)法小結(jié)

3.2日本最小涌水量法

3.2.1涌水量計(jì)算公式

3.2.2日本最小涌水量法應(yīng)用

3.3國(guó)內(nèi)頂水采煤法

3.3.1國(guó)內(nèi)頂水采煤法概述

3.3.2國(guó)內(nèi)頂水采煤法應(yīng)用

3.4國(guó)內(nèi)規(guī)范方法

3.5普氏壓力拱理論方法

3.6工程類比法計(jì)算數(shù)值分析

3.6.1計(jì)算結(jié)果整理

3.6.2對(duì)比分析

3.7本章小結(jié)

第4章數(shù)值計(jì)算法

4.1數(shù)值計(jì)算判別準(zhǔn)則

4.1.1最小位移法判據(jù)

4.1.2彈塑性計(jì)算

4.1.3安全系數(shù)法判據(jù)

4.1.4RFPA計(jì)算分析

4.2斷裂損傷計(jì)算

4.2.1概述

4.2.2斷裂損傷有限元的基本原理

4.2.3巖石覆蓋厚度的斷裂損傷分析

4.2.4結(jié)論

4.3爆破振動(dòng)響應(yīng)分析

4.3.1鉆爆法施工對(duì)隧道圍巖的損傷分析

4.3.2主隧道的施工爆破設(shè)計(jì)

4.3.3解析法計(jì)算爆破振動(dòng)對(duì)覆蓋巖石的損傷范圍

4.3.4數(shù)值方法計(jì)算周邊眼爆破對(duì)海底隧道覆蓋巖石的損傷范圍

4.4地震振動(dòng)響應(yīng)分析

4.4.1概述

4.4.2地震動(dòng)力學(xué)計(jì)算

4.4.3小結(jié)

4.5施工方法優(yōu)化研究

4.5.1概述

4.5.2施工方法優(yōu)化

4.5.3小結(jié)

4.6開挖效應(yīng)的施工相互影響分析

4.6.1概述

4.6.2計(jì)算方案和參數(shù)

4.6.3計(jì)算結(jié)果分析及施工方案優(yōu)選

4.6.4結(jié)論與建議

4.7爆破振動(dòng)的施工相互影響研究

4.7.1研究現(xiàn)狀

4.7.2計(jì)算方案和參數(shù)

4.7.3施工方案優(yōu)選

4.7.4爆破振動(dòng)效應(yīng)分析

4.7.5結(jié)論與建議

4.8本章小結(jié)

第5章考慮滲流影響的海底隧道圍巖穩(wěn)定性研究

5.1引言

5.2模型試驗(yàn)的必要性和理論基礎(chǔ)

5.2.1地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)及其研究歷史

5.2.2海底隧道流固耦合模型試驗(yàn)的研究現(xiàn)狀和必要性

5.2.3相似理論的基本定理

5.2.4應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)共同作用下的相似理論

5.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

5.3.1選擇原型

5.3.2不同覆蓋層厚度的模擬

5.3.3不同海水深度的模擬

5.4海底隧道流固耦合模型試驗(yàn)

5.4.1試驗(yàn)架裝置

5.4.2新型流固耦合相似材料的研制

5.4.3量測(cè)技術(shù)與方案

5.4.4試驗(yàn)實(shí)施過程

5.5基于FLAC3D的海底隧道流固耦合數(shù)值模擬

5.5.1FLAC3D流固耦合分析概述

5.5.2基本條件與計(jì)算方案

5.6結(jié)果分析

5.6.1試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證

5.6.2方案1

5.6.3方案2

5.7本章小結(jié)

第6章應(yīng)用案例

6.1青島膠州灣海底隧道

6.1.1各種方法確定的覆蓋厚度

6.1.2垂直線路比較

6.1.3建議的巖石覆蓋厚度

6.1.4按圍巖級(jí)別分類給出的建議值

6.1.5建議拱頂高程與設(shè)計(jì)拱頂高程對(duì)比

6.2廈門翔安海底隧道

6.2.1工程概況

6.2.2確定最小巖石覆蓋厚度

6.3舟山灌門水道海底隧道

6.3.1工程概況

6.3.2分析斷面

6.3.3研究成果

6.3.4建議巖石覆蓋厚度范圍

6.4寧波象山港海底隧道

6.4.1工程概況

6.4.2工程類比確定小蔚莊線位的最小巖石覆蓋厚度

6.4.3工程類比法確定后華山線位海底隧道最小巖石覆蓋厚度

6.5本章小結(jié)

第7章現(xiàn)場(chǎng)反饋分析

7.1施工監(jiān)控量測(cè)

7.2隧道圍巖巖體力學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)的建議值

7.2.1巖體單軸抗壓強(qiáng)度

7.2.2巖體變形模量

7.2.3巖體內(nèi)摩擦角

7.2.4巖體的凝聚力

7.2.5巖體的泊松比

7.3隧道施工全過程位移釋放率及位移全過程曲線

7.3.1隧道施工全位移及全過程位移釋放率

7.3.2數(shù)值模擬

7.3.3位移釋放率建議值

7.4動(dòng)態(tài)增量位移正算反演分析

7.4.1彈塑性動(dòng)態(tài)增量位移反分析

7.4.2線彈性動(dòng)態(tài)增量位移反演正算反分析

7.4.3計(jì)算參數(shù)反演

7.5圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)強(qiáng)度驗(yàn)算

7.5.1簡(jiǎn)化的單元形式

7.5.2模型建立

7.5.3物理力學(xué)參數(shù)

7.5.4邊界條件

7.5.5初始地應(yīng)力計(jì)算

7.5.6支護(hù)設(shè)計(jì)

7.5.7開挖計(jì)算

7.5.8支護(hù)效果穩(wěn)定性分析

7.5.9隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力

7.5.10隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)截面強(qiáng)度校核

7.6本章小結(jié)

第8章總結(jié)與展望

8.1總結(jié)

8.2展望

參考文獻(xiàn)

索引

彩圖 2100433B

與橋梁相比，由于海底隧道不受臺(tái)風(fēng)、濃霧、冰雹等惡劣天氣影響可以全天候通行，抗震性能優(yōu)越和抵御戰(zhàn)爭(zhēng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為跨海峽海灣交通的*方式。最小巖石覆蓋厚度是海底隧道縱斷面設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，影響海底隧道造價(jià)和安全。本書是海底隧道最小巖石覆蓋厚度科學(xué)研究的總結(jié)。首先，重點(diǎn)對(duì)國(guó)內(nèi)外已建海底隧道建設(shè)現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)分析、闡述了海底隧道最小巖石覆蓋厚度影響因素及確定方法研究現(xiàn)狀。其次，以青島膠州灣海底隧道為背景，闡明了確定最小巖石覆蓋厚度的綜合分析方法。歸納總結(jié)了確定最小巖石覆蓋厚度的工程類比方法，分析了各種方法的適用條件。重點(diǎn)介紹數(shù)值方法確定最小巖石覆蓋厚度的判別準(zhǔn)則，從彈塑性、斷裂損傷、流固耦合、爆破地震、地震影響等方面對(duì)海底隧道覆蓋巖層穩(wěn)定性進(jìn)行研究。上述方法體系成功應(yīng)用于青島膠州灣縱斷面設(shè)計(jì)。再次，通過模型試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)反饋研究海底隧道覆蓋巖層滲流流、應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)變化規(guī)律。

最小厚度

最小厚度是指殼體加工成型后不包括腐蝕裕量的最小厚度2100433B

最小油膜厚度是指在某一瞬時(shí)的油膜厚度最小值。

中文名稱

最小油膜厚度

英文名稱

minimum oil film thickness

定　　義

在某一瞬時(shí)的油膜厚度最小值。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科），機(jī)械零件（二級(jí)學(xué)科），滑動(dòng)軸承（三級(jí)學(xué)科）