本書針對節(jié)理巖體的非線性力學行為，詳細描述節(jié)理巖體彈塑性分析中采用帶拉截斷面的Mohr-Coulomb強度準則和Hoek-Brown強度準則的塑性修正應力返回，提出Hoek-Brown強度準則線性化方法，推導出修正Mohr-Coulomb強度準則在主應力空間屈服面各個奇異位置塑性應力的正確返回方式，系統(tǒng)總結節(jié)理巖體的力學特性和參數(shù)取值方法。依托黃河上游李家峽水電站，建立原位巖體的縱波速度、變形模量和地應力之間的關系，實現(xiàn)空間巖體變形模量漸變?nèi)≈�，驗證提出的塑性修正應力返回算法的有效性，論證地應力環(huán)境條件下巖體變形模量連續(xù)漸變?nèi)≈档暮侠硇浴?
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1992年9月～1996年6月 蘭州大學 地質(zhì)系 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)專業(yè) 工學學士
1999年9月～2003年6月 蘭州大學 資源環(huán)境學院 巖土工程專業(yè) 進修碩士課程
2006年9月～2012年6月 成都理工大學 地質(zhì)工程專業(yè) 工學博士
1. 1996.7—2006.12 中國水電工程顧問集團公司西北勘測設計研究院勘察所助工、工程師、主任工程師；
2. 2007.1—2012.2 中國水電工程顧問集團公司西北勘測設計研究院勘察所副所長、所長、黨支部副書記；
3. 2012.3—2015.1 中國電建集團西北勘測設計研究院工程地質(zhì)分院副院長、總工程師；
4. 2015.2—2016.6 中國電建集團西北勘測設計研究院工程地質(zhì)勘察院副院長、總工程師；
5. 2016.7—2017.12 中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司生產(chǎn)管理部副主任；
6. 2018.1-2018.12 作為中組部、團中央第18批博士服務團成員，掛職任甘肅省天水市麥積區(qū)人民政府黨組成員、副區(qū)長；
7. 2019.1-2019.02 中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司生產(chǎn)管理部/招標采購中心副主任；
8. 2019.03-2022.02 中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司副總工兼地質(zhì)勘測工程院副院長；
9. 2022.03-2024.01 中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司副總工、地質(zhì)勘測工程院黨委書記兼副院長
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 國內(nèi)外研究進展 2
1.2.1 力學特性與參數(shù)取值進展 2
1.2.2 線性和非線性強度準則進展 7
1.2.3 強度準則用于數(shù)值計算的進展 9
第2章 彈塑性計算塑性修正應力返回概述 12
2.1 強度準則在彈塑性計算中的實現(xiàn) 12
2.2 彈塑性增量理論 13
2.2.1 塑性修正應力返回過程簡介 16
2.2.2 彈塑性本構矩陣 18
2.3 主應力空間塑性修正應力返回的描述 20
2.3.1 主應力空間的方向矩陣 21
2.3.2 主應力空間屈服面塑性修正應力返回 23
2.3.3 主應力空間的應力區(qū)域 26
2.4 平面問題下塑性修正應力返回算法的簡化 27
第3章 節(jié)理巖體非線性強度準則及有關參數(shù) 29
3.1 非線性經(jīng)驗準則 30
3.1.1 Yudhbir強度準則 30
3.1.2 Sheorey強度準則 30
3.1.3 Hoek-Brown強度準則 31
3.2 用于非線性強度準則的巖體質(zhì)量分類系統(tǒng) 37
3.3 主要力學指標經(jīng)驗評估方法 40
3.4 Hoek-Brown強度準則基本參數(shù) 42
第4章 Hoek-Brown強度準則線性化方法 48
4.1 Hoek-Brown強度準則的正應力-剪應力關系 48
4.1.1 基于斜率法推導 49
4.1.2 基于三角函數(shù)變換法推導 51
4.1.3 Hoek-Brown強度準則*包絡線的繪制 54
4.2 任意最小有效主應力區(qū)間的等效Mohr-Coulomb強度準則參數(shù) 55
4.2.1 等效Mohr-Coulomb強度準則參數(shù)推導 55
4.2.2 等效Mohr-Coulomb強度準則參數(shù)公式有效性檢驗 61
4.2.3 關于2002 年版Hoek-Brown強度準則給定表達式的討論 64
4.3 單元安全系數(shù)評估法 66
4.3.1 基于Mohr-Coulomb強度準則的單元安全系數(shù) 67
4.3.2 基于Hoek-Brown強度準則的單元安全系數(shù) 70
4.4 強度折減法 74
4.4.1 基于Mohr-Coulomb強度準則的強度折減 74
4.4.2 基于Hoek-Brown強度準則的強度折減 76
4.5 Hoek-Brown強度準則強度折減與線性化方法比較 77
4.5.1 計算說明 78
4.5.2 結果與分析 81
第5章 修正Mohr-Coulomb強度準則塑性修正應力返回的描述 84
5.1 修正Mohr-Coulomb強度準則簡介 84
5.2 修正Mohr-Coulomb強度準則屈服面的塑性修正應力返回方向 86
5.3 修正Mohr-Coulomb強度準則主應力區(qū)域的判斷與塑性修正
應力返回 89
5.4 修正Mohr-Coulomb強度準則的彈塑性矩陣 97
5.5 精確執(zhí)行修正Mohr-Coulomb強度準則的驗證 99
5.5.1 單個單元應力精確塑性修正應力返回的驗證 99
5.5.2 圓形洞室的開挖模擬 103
5.5.3 地基極限承載力分析 111
5.5.4 經(jīng)典邊坡的強度折減計算 113
5.5.5 洛德應力角閾值對收斂速度的影響 115
第6章 主應力空間Hoek-Brown強度準則塑性修正應力返回的描述 118
6.1 用于彈塑性計算的修正Hoek-Brown強度準則 118
6.2 修正Hoek-Brown強度準則的塑性修正應力返回方向 120
6.3 修正Hoek-Brown強度準則主應力區(qū)域屈服面的塑性修正
應力返回 122
6.4 修正Hoek-Brown強度準則的彈塑性矩陣 130
6.5 修正Hoek-Brown強度準則塑性修正應力返回算法的驗證 131
第7章 巖體力學參數(shù)漸變?nèi)≈蹬c工程應用 134
7.1 工程概況與地質(zhì)環(huán)境 135
7.1.1 工程概況 135
7.1.2 區(qū)域地質(zhì) 136
7.1.3 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件 137
7.2 巖體工程地質(zhì)特性與物理力學參數(shù)特征 139
7.2.1 巖體結構類型 139
7.2.2 結構面工程分級 140
7.2.3 壩基巖體縱波速度分級 141
7.2.4 壩基巖體質(zhì)量分級 142
7.2.5 巖體和軟弱層帶基本物理參數(shù) 144
7.2.6 巖體和軟弱層帶強度參數(shù) 146
7.2.7 巖體和斷層帶的變形特性 152
7.3 壩址區(qū)地應力分布特征和變化規(guī)律 168
7.3.1 實測地應力分析 169
7.3.2 地應力三維有限元分析 172
7.4 地應力環(huán)境對巖體變形模量的影響 185
7.4.1 室內(nèi)壓縮試驗和彈性波理論的啟示 185
7.4.2 縱波速度空間分布特征和地應力的關系 191
7.4.3 開挖后巖體工程特性的變化 200
7.4.4 巖體變形模量與縱波速度的關系 204
7.4.5 巖體變形模量與地應力的關系 214
7.4.6 開挖前后壩基巖體變形模量對比分析 217
7.5 監(jiān)測結果對巖體變形模量取值的反饋驗證 219
7.5.1 監(jiān)測系統(tǒng)簡介 220
7.5.2 三維有限元計算位移與監(jiān)測位移對比分析 222
7.5.3 壩基巖體和大壩的位移特征分析 232
7.5.4 拱壩和壩基巖體的可恢復變形與不可恢復變形 242
7.6 不同庫水位運行的安全性 246
7.6.1 蓄水水位至過渡水位和設計水位的位移特征 246
7.6.2 庫水位升高后大壩的安全分析 249
參考文獻 251
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