大跨度公路隧道开挖过程力学特性研究目录

前言

第1章　绪论

1.1　引言

1.2　公路隧道建设在国内外的发展

1.2.1　国外公路隧道建设概况

1.2.2　国内公路隧道建设概况

1.3　公路隧道设计方法

1.3.1　隧道工程的特点

1.3.2　公路隧道设计方法的发展

l.3.3　公路隧道设计方法

1.3.4　我国现行的公路隧道技术规范

1.4　公路隧道施工新奥法

1.4.1　公路隧道施工方法

1.4.2　新奥法简介

1.4.3　新奥法分类

1.5　公路隧道计算方法

1.5.1　发展历程

1.5.2　公路隧道计算方法

1.5.3　主要问题

1.6　公路隧道数值分析方法

1.6.1　岩土及隧道工程分析方法评述

1.6.2　隧道工程数值分析方法简述

1.6.3　常用数值分析软件评价

1.7　研究工作

第2章　对大跨度公路隧道施工中若干问题的思考

2.1　引言

2.2　大跨度公路隧道现场介绍

2.2.1　隧道概况

2.2.2　隧道区地质条件

2.2.3　现场监测工作说明

2.3　大跨度公路隧道的施工监测

2.3.1　现场隧道监测方法

2.3.2　监测方案设计

2.3.3　监测方法研究

2.4　对大跨度隧道开挖变形的思考

2.4.1　开挖力学行为简析

2.4.2　新奥法开挖的变形特征

2.4.3　初期支护（锚喷）分析

2.4.4　二次支护（模筑）分析

2.4.5　富含灰泥地层开挖变形特点分析

2.5　对大跨度隧道开挖中主动控制的分析

2.5.1　围岩稳定特征剖析

2.5.2　围岩变形主动控制方法

2.6　小结

第3章　大跨度公路隧道开挖过程模拟

3.1　引言

3.2　软件介绍

3.2.1　FLAC概述

3.2.2　FLAC-3D简介

3.2.3　FLAC-3D计算和分析步骤

3.3　计算模型建立

3.3.1　现场开挖方法

3.3.2　模拟程序流程

3.3.3　模型建立

3.3.4　开挖模拟步骤

3.3.5　初始网格剖分

3.4　程序模拟结果

3.4.1　不平衡力变化

3.4.2　应力分布

3.4.3　塑性区分布

3.4.4　位移分布

3.4.5　监测点应力

3.4.6　监测点位移

3.4.7　地表沉陷

3.5　计算结果分析

3.5.1　不平衡力分析

3.5.2　应力分布规律

3.5.3　位移分布规律

3.5.4　历史记录分析

3.6　小结

第4章　大跨度公路隧道监测数据的时序分析方法研究

4.1　引言

4.2　时间序列分析理论

4.2.1　时序分析基本原理

4.2.2　模型的识别

4.2.3　参数估计

4.2.4　模型检验

4.2.5　模型预测

4.3　现场隧道监测数据的时间序列分析

4.3.1　实测数据及其回归分析

4.3.2　时间序列分析

4.3.3　时间序列预测与数据的回复

4.3.4　位移长期预报

4.4　小结

第5章　大跨度公路隧道围岩参数反分析方法研究

5.1　隧道工程反分析方法综述

5.1.1　引言

5.1.2　反分析基本概念

5.1.3　反分析方法的选取

5.2　本章研究方法

5.3　依据正交设计法的数值模拟正分析

5.3.1　数值模拟计算方案确定

5.3.2　数值计算结果

5.4　基于人工神经网络的反分析

5.4.1　神经网络输入模型

5.4.2　神经网络优化

5.4.3　神经网络训练

5.4.4　神经网络预测

5.5　小结与展望

5.5.1　小结

5.5.2　展望

第6章　大跨度公路隧道长期稳定性分析

6.1　引言

6.2　解析分析

6.2.1　隧道模型的简化

6.2.2　位移分析

6.2.3　蠕变物性参数确定

6.2.4　硐周围岩应力分析

6.2.5　硐周围岩位移分析

6.2.6　结论

6.3　弹塑性数值分析

6.4　黏弹性数值分析

6.4.1　FLAc的蠕变分析功能

6.4.2　模型建立

6.4.3　开挖瞬时分析

6.4.4　长期蠕变分析

6.5　小结

第7章　结语

参考文献2100433B

郝哲喆，教授，1972年4月生，辽宁沈阳人。。1993年毕业于东北大学矿山建筑工程专业，获学士学位：1998年于东北大学获结构工程专业博士学位：2003年于东北大学力学流动站完成一站博士后研究：2007年于辽宁工程技术大学力学流动站完成二站博士后研究。

现任沈阳大学岩土工程研究所所长、沈阳大学建筑工程学院学术委员会主任、中国岩石力学与工程学会东北分会理事、辽宁省力学学会理事。辽宁省“百千万人才工程”千人层次人选、辽宁省优秀中青年骨干教师。

主要从事岩土工程方面的科研和教学工作，在隧道与地下工程、岩土加固与堵水技术等领域有深入研究。在各级刊物上发表论文50余篇；出版专著2部；参与完成国家自然科学基金项目3项。主持省部级课题3项、其它课题多项。获省科技进步奖二等奖1项、中国煤炭科学技术奖二等奖1项、省自然科学学术成果奖一、二、三等各1项。刘向峰，副教授，1974年7月生，内蒙古赤峰市人。1996毕业于阜新矿业学院采矿工程专业，获学士学位；2001于辽宁工程技术大学工程力学专业获硕士学位；2005年于辽宁工程技术大学工程力学专业获博士学位。

主要研究方向为：地下结构工程、岩石动力学等。主持完成国家自然科学基金项目1项、国家自然科学基金重点项目子项目1项，参与完成国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金、教育部博士点基金等纵向基金项目6项。发表学术论文20余篇，获省部级科技进步奖二等奖2项。辽宁省“百千万人才工程”千人层次人选，辽宁省力学学会理事。

王来贵，教授，博士研究生导师。1962年5月生。山西闻喜人。1984年毕业于阜新矿业学院工程力学工程专业，获学士学位；1987于阜新矿业学院矿山工程力学专业获硕士学位；1995年于东北大学获矿山工程力学专业博士学位；1999年于成都理工学院完成博士后研究。曾任辽宁工程技术大学研究生部主任、学科建设办公室主任、《辽宁工程技术大学学报》编辑部主任；现任辽宁工程技术大学矿山灾害治理研究院院长、岩石力学与工程学会教育工作委员会委员、环境岩石力学专业委员会委员、东北分会常务理事。曾获煤炭工业拔尖人才、辽宁省优秀中青年学术带头人称号．辽宁省“百千万人才工程”百人层次人选。主要研究方向为：环境岩石力学、岩石动力学等。主持国家自然科学基金重点项目、面上项目和国际合作项目5项，主持煤炭部跨世纪学术带头人基金、原煤炭部科学基金、高等学校博士点专项科研基金、省自然科学基金、省博士起动基金、中国博士后科学基金等多项课题。获省部级科技进步奖4项，出版著作2部，发表学术论文70余篇。培养硕士、博士、博士后共30余人。

《主要内容包括大跨度公路隧道施工中若干问题的思考，大跨度公路隧道开挖过程模拟研究，大跨度公路隧道监测数据的时序分析方法研究，大跨度公路隧道围岩参数反分析方法研究，大跨度公路隧道长期稳定性分析等。

作 者： 郝哲喆 著

出 版 社： 地质出版社

ISBN： 9787116064690

出版时间： 2010-01-01

版　次： 1

页　数： 104

装　帧：平装

开　本： 16开

所属分类： 图书>工程>交通工程

大跨度桥梁的设计、建造及研究是交通工程中的一项非常重要的基础工作。本项目基于现代非线性动力学理论对大跨度斜拉桥的动力学行为及特征开展理论与实验研究。我们分别从计算分析模型、方法等方面出发，通过对不同荷载作用下索、梁、索-梁组合结构、大跨度斜拉桥整桥在不同简化分析计算方式与不同材料性能等情况下的非线性动力学特征进行理论和实验研究。通过该项目的研究，在以下几个方面取得了丰硕的成果：（1）斜拉桥中拉索动力学模型及特性研究。建立了斜拉索五个自由度的空间运动动力学模型和理论，对弯曲刚度、温度、弹性模量等重要参数对动力学特性的影响以及在桥面和桥塔激励下、风荷载激励下的斜拉索的内共振等行为进行了理论和实验研究。同时，基于MR阻尼器-斜拉索时滞动力学模型和理论研究，为提供新的斜拉索振动控制方法。（2）斜拉桥中梁的动力学模型及特性研究。研究了温度、几何缺陷等重要参数对梁的动力学特性的影响，建立了轴力作用下弹性支座压电耦合梁的非线性动力学模型，为振动控制系统的优化设计提供参考。（3）斜拉桥下部结构的动力学模型及特性研究。重点研究了大跨度桥梁结构中高墩结构的抗震性能、墩顶位移计算方式、桩基础中桩与土的相互作用，为斜拉桥下部结构的设计提供参考。（4）斜拉桥的索-梁动力学模型及特性研究。考虑边界条件和连接点处的连接条件，建立了索-梁结构的运动微分方程，对整体振动，局部振动以及联合振动进行了理论和实验研究，发现了索与梁间的多种共振行为，并提出了时滞反馈控制策略。（5）斜拉桥整桥动力学建模理论及特性研究。建立了斜拉桥的多梁-离散弹簧动力学模型和理论以及有限元分析模型，能更准确地反应结构的多种非线性响应，更好地适用于基于性能的桥梁抗震设计。同时，对斜拉桥的整桥进行了实验研究，观察到了索与索之间的能力交换等新的动力学现象。另外，在桥梁抗震隔震(振)研究中，我们提出了一种有负刚度特性的机构与线性主弹簧并联后形成的隔振系统。（6）高维非线性系统理论研究。对无限维非线性系统的三类典型的静态分岔及其控制进行了研究，提出了基于双曲函数的平均法等非线性动力学的研究方法。通过这些理论和实验研究，揭示了大跨度斜拉桥各部分之间相互作用的动力学机理，为大跨度斜拉桥的设计、施工和运营提出了基于现代非线性动力学理论的设计思想、方法及其分析计算程序。 2100433B

本项目将基于现代非线性动力学理论对大跨度斜拉桥的非线性动力学过程及特征开展理论与实验研究。我们将分别从计算分析模型、理论分析方法与结果、实验方法验证等方面出发，通过研究不同荷载作用下索、梁、索-梁组合结构、大跨度斜拉桥在不同简化分析计算方式与不同材料性能等情况下的非线性动力学特征，并通过实验进行反复对比与修正，对各种研究对象在参数激励与强迫激励等情况下的力学特征、同一模型下不同模态的模态相互作用、分叉与混沌的参数域及其产生机制等进行深入系统的研究，一方面希望通过研究这些具有工程实际意义的复杂力学问题发现一些新的力学现象和规律、提出一些新的分析方法和手段，另一方面，我们也希望通过这些理论和实验研究，了解大跨度斜拉桥各部分之间相互作用的动力学机理，为大跨度斜拉桥的设计、施工和运营提出基于现代非线性动力学理论的设计思想、方法等。