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第1章 绪论 1

1.1 课题背景和研究意义 1

1.2 非饱和土的强度特性 4

1.2.1 非饱和土的基质吸力和抗剪强度 4

1.2.2 非饱和土真三轴试验 6

1.2.3 非饱和土抗剪强度的非线性 8

1.3 岩石的中间主应力效应及强度理论 11

1.3.1 岩石的中间主应力效应试验及规律 11

1.3.2 岩石强度理论 14

1.4 收敛约束法的原理及研究现状 18

1.4.1 收敛约束法的原理 18

1.4.2 围岩特征曲线 20

1.4.3 开挖面的空间效应 22

1.5 主要研究内容、创新点及技术路线 25

1.5.1 主要研究内容 25

1.5.2 主要创新点 26

1.5.3 技术路线 26

第2章 统一强度理论简介 28

2.1 统一强度理论的力学模型 28

2.2 统一强度理论的表达式 31

2.2.1 双剪统一屈服准则 31

2.2.2 以拉应力为正的统一强度理论 31

2.2.3 以压应力为正的统一强度理论 33

2.2.4 平面应变状态下的统一强度理论 35

2.3 统一强度理论的极限面 36

2.4 统一强度理论的试验验证及应用发展 38

2.4.1 岩石真三轴试验验证 38

2.4.2 现有广泛应用于岩土体强度理论的缺陷 39

2.4.3 统一强度理论的应用 40

2.5 统一强度理论的意义 42

2.6 本章小结 43

第3章 非饱和土统一强度理论及验证 45

3.1 土-水特征曲线 45

3.2 应力状态变量 48

3.3 非饱和土的抗剪强度理论 50

3.3.1 抗剪强度公式分类 50

3.3.2 抗剪强度公式的特点及不足 57

3.4 非饱和土统一强度理论 59

3.5 真三轴试验验证 63

3.5.1 刚性真三轴仪的试验验证 63

3.5.2 柔性真三轴仪的试验验证 66

3.6 本章小结 70

第4章 非饱和土平面应变抗剪强度统一解及应用 72

4.1 平面应变抗剪强度统一解 72

4.2 平面应变抗剪强度统一解的应用 76

4.2.1 土压力 77

4.2.2 极限承载力 81

4.2.3 临界荷载 84

4.3 解析解的可比性及验证 88

4.3.1 可比性分析 88

4.3.2 主动土压力实测验证 89

4.3.3 极限承载力模型试验验证 91

4.4 参数影响分析 94

4.4.1 土压力的参数分析 95

4.4.2 极限承载力的参数分析 98

4.4.3 临界荷载的参数分析 102

4.5 本章小结 104

第5章 深埋圆形岩石隧道弹-脆-塑性分析 106

5.1 基本假定 107

5.1.1 轴对称开挖平面应变模型 107

5.1.2 弹-脆-塑性模型及剪胀特性 108

5.2 半径相关的塑性区弹性模量 109

5.3 弹-脆-塑性解析新解 111

5.3.1 应力解析新解 111

5.3.2 位移解析新解 113

5.4 解析新解的可比性分析及验证 116

5.4.1 可比性分析 116

5.4.2 与统一弹-塑性有限元结果比较 117

5.4.3 与广义Hoek-Brown经验强度准则解比较 119

5.5 参数影响分析 122

5.5.1 中间主应力影响分析 122

5.5.2 脆性软化影响分析 124

5.5.3 剪胀特性影响分析 125

5.5.4 塑性区弹性模量影响分析 126

5.5.5 塑性区弹性应变影响分析 129

5.6 本章小结 132

第6章 隧道开挖面空间效应及支护压力确定 134

6.1 开挖面空间效应机理 135

6.2 支护力系数法 136

6.3 位移释放系数法 138

6.3.1 位移释放系数公式 138

6.3.2 位移释放系数比较 141

6.4 空间效应比较 142

6.4.1 不同位移释放系数比较 142

6.4.2 与支护力系数法比较 147

6.4.3 弹性数值模拟及工程实测数据验证 148

6.5 支护压力确定及对比分析 150

6.5.1 隧道支护设计与空间效应的关系 150

6.5.2 不同的位移释放系数 151

6.5.3 不同的支护施作距离 153

6.5.4 不同的支护起始位置方法 154

6.5.5 与支护力系数法的对比 156

6.6 参数影响分析 158

6.6.1 中间主应力的影响 158

6.6.2 脆性软化的影响 160

6.6.3 剪胀特性的影响 161

6.6.4 塑性区弹性模量的影响 162

6.6.5 塑性区弹性应变的影响 164

6.7 本章小结 166

第7章 结论与展望 168

7.1 结论 168

7.2 展望与建议 171

参考文献 172

后记 194