隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法与应用PDF电子书下载
交通运输
- 作 者：杨峰，阳军生，赵炼恒，张箭着
- 出 版 社：北京：科学出版社
- 出版年份：2015
- ISBN：9787030438157
- 页数：189 页
图书介绍：本书探讨了极限分析上限有限元理论的几种实现方式，包括刚体平动运动单元法和塑性变形单元法并提出编程流程。在此基础上，计算并分析了圆形隧道围岩稳定性和支护反力系数影响因素，围岩破坏模式的形态特征和演变规律。同时，对于平行双洞隧道、偏压隧道等特殊问题也有所涉及。最后针对一座隧道洞口段亚粘土地层与支护结构的大变形和冒顶坍塌的工程实例，利用上限有限元法分析了地层失稳原因以及理论计算所得破坏形态和范围，为现场加固措施的制定提供了理论支持。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：船用蒸汽机下一篇：道路勘测设计 第4版 《隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法与应用》目录 标签：围岩 有限元 上限 隧道 稳定性
第1章 绪论1
1.1 岩土工程稳定性分析研究现状2
1.1.1 极限平衡法2
1.1.2 滑移线（特征线）法2
1.1.3 极限分析法3
1.1.4 有限元法5
1.2 隧道围岩稳定性分析研究现状6
1.2.1 隧道围岩压力和稳定性分析6
1.2.2 浅埋隧道模型试验研究15
1.2.3 存在的不足17
1.3 本书主要内容17
第2章 极限分析基本理论19
2.1 引言19
2.2 基本假设19
2.2.1 理想弹塑性假设19
2.2.2 小变形假设20
2.2.3 Drucker公设20
2.3 极限分析的基本理论22
2.3.1 屈服准则22
2.3.2 流动法则22
2.3.3 虚功原理和虚功率原理24
2.3.4 极限状态应变率26
2.3.5 极限分析上下限定理27
2.4 关联与非关联流动法则的影响28
第3章 刚性块体极限分析上限法29
3.1 引言29
3.2 岩土破坏模式的构建方法29
3.2.1 土体内部塑性区与滑动面的关联关系29
3.2.2 破坏模式构建方法30
3.2.3 破坏模式的适用性探讨31
3.3 刚性块体极限分析上限法计算流程31
3.4 条形基础地基极限承载力算例32
3.5 矩形隧道围岩压力计算41
3.6 隧道掌子面纵向稳定性45
第4章 刚体平动运动单元上限有限元法51
4.1 引言51
4.2 刚体平动单元与速度间断线52
4.3 刚体平动单元上限有限元52
4.3.1 速度间断线约束52
4.3.2 速度边界约束53
4.3.3 单元自重功率53
4.3.4 速度间断线耗散能53
4.3.5 刚体平动单元上限有限元线性规划模型53
4.3.6 刚体平动单元上限有限元计算流程54
4.4 刚体平动运动单元上限有限元55
4.4.1 速度间断线约束与耗散能计算55
4.4.2 模型网格几何约束55
4.4.3 刚体平动运动单元上限有限元非线性规划模型55
4.4.4 刚体平动运动单元上限有限元计算流程56
4.5 条形基础地基极限承载力算例57
4.6 地表超载作用下隧道稳定性分析算例60
4.7 隧道掌子面纵向稳定性分析算例62
第5章 塑性变形单元上限有限元法66
5.1 引言66
5.2 三节点三角形单元上限有限元66
5.2.1 三节点三角形单元66
5.2.2 莫尔-库仑屈服函数线性化67
5.2.3 单元内部塑性流动约束68
5.2.4 速度间断线塑性流动约束70
5.2.5 速度边界条件72
5.2.6 外力功率和内部耗散能73
5.2.7 上限有限元线性规划模型75
5.2.8 上限有限元数值计算流程75
5.3 六节点三角形单元上限有限元76
5.3.1 六节点三角形单元76
5.3.2 单元内部塑性流动约束77
5.3.3 速度间断线塑性流动约束78
5.3.4 速度边界条件79
5.3.5 外力功率和内部耗散能80
5.3.6 上限有限元线性规划模型80
5.3.7 上限有限元数值计算流程81
5.3.8 上限有限元后处理81
5.4 上限有限元自适应加密方法82
5.4.1 六节点三角形单元上限有限元（不设置速度间断线）82
5.4.2 上限有限元网格自适应加密策略83
5.4.3 上限有限元网格自适应加密数值计算流程84
5.5 条形基础地基极限承载力算例84
5.6 边坡稳定性算例92
5.7 地表超载作用下隧道稳定性算例96
第6章 隧道稳定性上限有限元分析101
6.1 隧道稳定性分析方法101
6.1.1 不排水条件下隧道稳定性分析101
6.1.2 排水条件下隧道稳定性分析102
6.1.3 隧道稳定性的强度折减法102
6.2 隧道稳定性分析103
6.2.1 不排水条件下圆形隧道稳定性103
6.2.2 排水条件下圆形隧道稳定性115
6.2.3 隧道破坏模式和影响因素分析134
6.3 矩形隧道围岩压力计算135
6.4 隧道掌子面纵向稳定性141
6.4.1 隧道掌子面支护反力计算141
6.4.2 隧道掌子面稳定性分析150
6.5 并行隧道稳定性分析154
6.5.1 不排水条件下并行隧道稳定性154
6.5.2 排水条件下并行隧道稳定性159
6.6 偏压隧道稳定性分析164
第7章 隧道稳定性上限有限元实例分析171
7.1 工程概况171
7.2 隧道洞口段塌方172
7.3 云阳山隧道上限有限元稳定性分析176
参考文献183
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摘要：本文以“隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法与应用.pdf电子书版文档下载”为中心，详细阐述了隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法的基本原理、应用领域以及在实际工程中的应用。通过对该文档的深入分析，本文旨在为隧道工程领域的研究者和工程师提供有益的参考和借鉴。
1、基本原理
隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法是一种基于有限元方法对隧道围岩稳定性进行评估的方法。该方法通过建立隧道围岩的力学模型，利用有限元软件对围岩进行数值模拟，从而预测围岩的稳定性。该方法的基本原理包括：建立隧道围岩的力学模型、确定边界条件和初始应力场、进行有限元分析、评估围岩的稳定性。
在建立隧道围岩的力学模型时，需要考虑围岩的物理力学性质、地质条件、隧道结构形式等因素。确定边界条件和初始应力场时，需要根据实际情况进行合理设定。进行有限元分析时，需要选择合适的有限元软件和计算方法，确保计算结果的准确性。评估围岩的稳定性时，需要根据计算结果对围岩的稳定性进行判断，并提出相应的防治措施。
此外，隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法在实际应用中，还需要考虑施工过程中的动态变化，如围岩的变形、应力重分布等，以确保分析结果的可靠性。
2、应用领域
隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法在隧道工程领域具有广泛的应用。首先，该方法可以用于隧道围岩的稳定性评估，为隧道设计、施工和运营提供科学依据。其次，该方法可以用于隧道围岩加固设计，优化围岩加固方案，提高隧道施工的安全性。最后，该方法可以用于隧道施工过程中的监测和预警，及时发现围岩的变形和破坏，确保隧道施工的安全。
在实际工程中，隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法已成功应用于多个隧道工程，如高速铁路隧道、城市地铁隧道等。这些应用案例表明，该方法在隧道工程领域具有显著的应用价值。
此外，随着隧道工程技术的不断发展，隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法在应用领域还将不断拓展，如隧道围岩的长期稳定性、隧道施工过程中的环境影响等。
3、实际应用
隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法在实际工程中的应用主要包括以下几个方面：
1）隧道围岩稳定性评估：通过对隧道围岩进行有限元分析，预测围岩的稳定性，为隧道设计、施工和运营提供科学依据。
2）隧道围岩加固设计：根据有限元分析结果，优化围岩加固方案，提高隧道施工的安全性。
3）隧道施工过程中的监测和预警：利用有限元分析结果，及时发现围岩的变形和破坏，确保隧道施工的安全。
4）隧道围岩的长期稳定性研究：通过对隧道围岩进行长期监测和有限元分析，研究隧道围岩的长期稳定性，为隧道运营提供保障。
4、发展趋势
随着计算机技术和有限元方法的不断发展，隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法在以下几个方面具有发展趋势：
1）计算效率的提高：通过优化计算方法和算法，提高有限元分析的效率，缩短计算时间。
2）计算精度的提高：通过改进有限元模型和计算方法，提高计算结果的准确性。
3）多尺度分析：将隧道围岩稳定性分析扩展到多尺度，如微观、细观和宏观尺度，以更全面地研究围岩的稳定性。
4）与其他学科的交叉融合：将隧道围岩稳定性分析与其他学科，如地质学、岩土工程等相结合，以实现多学科交叉研究。
总结：
隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法作为一种有效的隧道围岩稳定性评估方法，在隧道工程领域具有广泛的应用前景。通过对该方法的深入研究，可以提高隧道工程的安全性、可靠性和经济性。随着技术的不断发展，隧道围岩稳定性极限分析上限有限元法将在隧道工程领域发挥更大的作用。
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