| 中文摘要 | 第3-4页 |
| 英文摘要 | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第14-24页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第14-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-20页 |
| 1.2.1 石膏岩力学特性研究现状 | 第15-16页 |
| 1.2.2 岩石卸荷过程力学特性研究现状 | 第16-19页 |
| 1.2.3 隧道围岩稳定性分析与计算研究现状 | 第19-20页 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 | 第20-24页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第20-21页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第21-24页 |
| 2 石膏岩物理力学特性试验研究 | 第24-42页 |
| 2.1 引言 | 第24-25页 |
| 2.2 试验准备 | 第25-28页 |
| 2.2.1 岩石组成分析 | 第25页 |
| 2.2.2 试样制备 | 第25-26页 |
| 2.2.3 主要试验仪器 | 第26-28页 |
| 2.3 石膏岩的天然含水率试验 | 第28页 |
| 2.3.1 试验方案 | 第28页 |
| 2.3.2 含水率试验结果 | 第28页 |
| 2.4 石膏岩的抗拉强度试验 | 第28-29页 |
| 2.4.1 试验方案 | 第28-29页 |
| 2.4.2 力学参数分析 | 第29页 |
| 2.5 石膏岩的单轴压缩试验 | 第29-32页 |
| 2.5.1 试验方案 | 第29-30页 |
| 2.5.2 应力应变曲线分析 | 第30-32页 |
| 2.5.3 力学参数分析 | 第32页 |
| 2.6 石膏岩的三轴压缩试验 | 第32-39页 |
| 2.6.1 试验方案 | 第32-34页 |
| 2.6.2 应力应变曲线分析 | 第34-36页 |
| 2.6.3 力学参数分析 | 第36-39页 |
| 2.7 石膏岩的膨胀特性及其影响因素 | 第39-40页 |
| 2.7.1 石膏岩的膨胀特性 | 第39-40页 |
| 2.7.2 影响石膏岩膨胀的因素 | 第40页 |
| 2.8 本章小结 | 第40-42页 |
| 3 石膏岩三轴卸荷试验及其能量演化规律研究 | 第42-58页 |
| 3.1 引言 | 第42页 |
| 3.2 试验方案 | 第42-44页 |
| 3.2.1 卸荷应力路径 | 第42-43页 |
| 3.2.2 试验过程 | 第43-44页 |
| 3.3 卸荷试验结果分析 | 第44-53页 |
| 3.3.1 应力应变曲线分析 | 第44-46页 |
| 3.3.2 力学参数分析 | 第46-48页 |
| 3.3.3 变形特征分析 | 第48-53页 |
| 3.4 石膏岩卸荷能量演化规律分析 | 第53-57页 |
| 3.4.1 能量计算原理 | 第53-55页 |
| 3.4.2 卸荷过程中能量转化规律 | 第55-57页 |
| 3.5 本章小结 | 第57-58页 |
| 4 卸荷条件下石膏岩本构模型研究 | 第58-78页 |
| 4.1 引言 | 第58页 |
| 4.2 数值软件与经典本构模型介绍 | 第58-61页 |
| 4.2.1 FLAC~(3D)有限差分程序 | 第58-59页 |
| 4.2.2 经典本构模型 | 第59-61页 |
| 4.3 石膏岩卸荷的应变软化本构模型 | 第61-68页 |
| 4.3.1 石膏岩卸荷的理想应力应变曲线特征 | 第61-62页 |
| 4.3.2 石膏岩卸荷应变软化本构模型的建立 | 第62-64页 |
| 4.3.3 石膏岩卸荷过程中强度参数的变化规律 | 第64-67页 |
| 4.3.4 石膏岩卸荷过程中剪胀角的变化规律 | 第67-68页 |
| 4.4 石膏岩卸荷应变软化模型的数值验证 | 第68-75页 |
| 4.4.1 计算模型与方案 | 第68-69页 |
| 4.4.2 数值模型参数 | 第69-70页 |
| 4.4.3 强度参数验证 | 第70-73页 |
| 4.4.4 扩容行为验证 | 第73-75页 |
| 4.5 本章小结 | 第75-78页 |
| 5 穿越石膏岩地层隧道施工期间围岩稳定性数值模拟分析 | 第78-106页 |
| 5.1 引言 | 第78页 |
| 5.2 依托工程概况 | 第78-84页 |
| 5.2.1 依托工程地理位置 | 第78页 |
| 5.2.2 工程地质概况 | 第78-82页 |
| 5.2.3 隧道支护结构设计概况 | 第82-83页 |
| 5.2.4 隧道施工方法介绍 | 第83-84页 |
| 5.3 岩体力学参数的确定 | 第84-89页 |
| 5.3.1 节理岩体的广义Hoek-Brown准则 | 第84-88页 |
| 5.3.2 石膏岩岩体力学参数 | 第88-89页 |
| 5.4 礼让隧道施工过程数值模拟的模型建立与参数选择 | 第89-94页 |
| 5.4.1 数值模拟的基本假设 | 第89-90页 |
| 5.4.2 数值模型的建立与边界条件 | 第90-91页 |
| 5.4.3 礼让隧道围岩与支护结构参数的选取 | 第91-92页 |
| 5.4.4 数值模拟思路及方案 | 第92-94页 |
| 5.5 隧道开挖过程数值模拟结果分析 | 第94-98页 |
| 5.5.1 隧道拱顶沉降与水平收敛计算值与实测值的对比分析 | 第94-96页 |
| 5.5.2 应力场分布规律 | 第96-98页 |
| 5.5.3 围岩变形特征 | 第98页 |
| 5.6 不同施工方法条件下隧道施工数值模拟结果分析 | 第98-104页 |
| 5.6.1 围岩变形特征对比分析 | 第98-100页 |
| 5.6.2 支护结构内力对比分析 | 第100-104页 |
| 5.7 本章小结 | 第104-106页 |
| 6 穿越石膏岩地层隧道围岩稳定性的影响因素分析 | 第106-122页 |
| 6.1 引言 | 第106页 |
| 6.2 计算模型与力学参数设计 | 第106-108页 |
| 6.3 隧道围岩稳定性的判断依据 | 第108-109页 |
| 6.4 穿越石膏岩隧道围岩稳定性的影响因素分析 | 第109-120页 |
| 6.4.1 地质强度指标GSI对围岩稳定性的影响 | 第109-112页 |
| 6.4.2 隧道埋深对围岩稳定性的影响 | 第112-115页 |
| 6.4.3 地应力侧压系数对围岩稳定性的影响 | 第115-117页 |
| 6.4.4 隧道断面扁平率对围岩稳定性的影响 | 第117-120页 |
| 6.5 本章小结 | 第120-122页 |
| 7 石膏岩的膨胀特性对隧道支护结构的影响分析 | 第122-132页 |
| 7.1 引言 | 第122页 |
| 7.2 隧道支护结构工作状态的判断依据 | 第122-123页 |
| 7.3 计算模型与力学参数设计 | 第123-126页 |
| 7.3.1 计算断面与参数 | 第123-125页 |
| 7.3.2 石膏岩膨胀力的数值与计算模型 | 第125-126页 |
| 7.4 数值模拟计算结果分析 | 第126-130页 |
| 7.5 本章小结 | 第130-132页 |
| 8 结论与展望 | 第132-134页 |
| 8.1 结论 | 第132-133页 |
| 8.2 展望 | 第133-134页 |
| 致谢 | 第134-136页 |
| 参考文献 | 第136-144页 |
| 附录 | 第144页 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 | 第144页 |
| B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目 | 第144页 |
