隧道力学

绪论

第一章 原岩应力

第一节 概述

第二节 自重应力场

第三节 构造应力场

第四节 地壳浅部原岩应力变化规律

第二章 围岩的工程性质及分类

第一节 岩石的力学性质

第二节 岩石强度理论

第三节 岩石的流变性质

第四节 岩体结构面(弱面)的分类及其力学特性

第五节 岩体的力学性质

第六节 地下工程围岩分类

第三章 地下工程围岩稳定性分析 2100433B

张向东主编的《隧道力学》以岩土力学、弹塑性力学、流变力学等力学原理为基础，以综合研究方法为主导思想，突出地下工程的特点，讲述了隧道力学的基本原理及应用。

本书共分六章。第一章为原岩应力，介绍原岩应力的组成、自重应力场的计算、构造应力场的形成与特点，以及地壳浅部原岩应力变化规律；第二章为围岩的工程性质及分类，介绍岩块、结构面、岩体的组构特征、本构关系与强度理论，流变模型理论的基本知识，以及地下工程围岩的分类方法；第三章为地下工程围岩稳定性分析，介绍地下土程围岩的弹性、弹塑性应力与位移状态，以及地下工程围岩稳定性的判断方法；第四章为围岩压力理论与计算，介绍围岩压力的形成与分类、各种地压的计算方法，以及围岩与支护的相互作用原理；第五章为隧道的支护结构与设计，主要介绍隧道支护结构的类型及其力学特性、隧道支护结构的设计方法；第六章为新奥法施工与监控测量，主要介绍新奥法的特点与基本原则、监控测量的主要项目与方法。

《隧道力学概论》简明扼要地阐述了隧道力学的基本理论.正文分八章,依次阐述:固体力学基础、隧道与围岩、深埋隧道弹黏塑性力学解析理论、浅埋隧道经验公式与解析理论、浅埋隧道环境力学解析理论、数值模拟、物理模拟、参数估计与不确定性分析.附录包含五个部分,分别阐述:弹性平面模型的复变函数解法、无限平面均匀应力场的弹性解、均匀初始应力场深埋圆截面隧道弹性解的复变函数法推导、深埋椭圆截面隧道的复势函数、无限长弹性地基梁的解析解

内 容 简 介

本书作为研究生教材，主要介绍隧道力学问题中的求解方法――数值方法。内

容包括二维、三维、材料非线性和几何非线性问题等。具体讲述隧道与地下结构弹

塑性有限元的分析、隧道与地下结构弹粘塑性有限元的分析；空间问题、无限元和

节理单元以及边界单元法，隧道与地下结构动态问题的数值解法，结构动力分析中

的特征值问题。在叙述过程中，还附有必要的电算程序和计算实例，使读者能够用

其解法解决隧道力学中的静态和动态问题。

目 录

第一章 绪 论

1―1隧道力学的任务和研究范围

1―2隧道与地下结构物的设计模型

1―3几种常用的设计计算方法简介

参考文献

第二章 有限元和数值分析基础

2―1概 述

2―2二维等参数单元

2―3等参数单元的数值计算

2―4等参数单元的其它形式

2―5二维等参数单元等效节点荷载的计算

2―6二维有限元分析计算机子程序

2―7建立总刚度矩阵及程序编制

2―8静力分析中平衡方程的求解和程序编制

2―9求解平衡方程中计算误差的估计

参考文献

第三章 隧道与地下结构弹塑性有限元分析

3―1概 述

3―2非线性问题的求解方法

3―3岩土塑性力学基础与岩土的本构关系

3―4应力调整

3―5隧道与地下结构二维弹塑性有限元分析的方法和步骤

3―6计算机源程序GEOEPL2D

3―7算 例

参考文献

第四章 隧道与地下结构弹粘塑性有限元分析

4―1概 述

4―2弹粘塑性理论基础

4―3连续介质力学几何非线性问题有限元分析

4―4二维弹粘塑性问题的求解方法与步骤

4―5隧道与地下结构二维弹粘塑性有限元分析计算机程序GEOVPL2D

4―6算 例

参考文献

第五章 空间问题、无限元和节理单元

5―1概 述

5―2三维等参数单元

5―3无限单元

5―4三维有限元和无限元的有关电算子程序

5―5节理单元

参考文献

第六章 边界单元法

6―1概 述

6―2直接解法

6―3间接解法一虚拟应力法

6―4对称性的利用

6―5域内作用力（体力）的计算问题

6―6半无限平面问题

6―7弹塑性问题的边界单元法

6―8有限单元一边界单元耦合法

6―9程序设计

参考文献

第七章 隧道与地下结构动态问题的数值解法

7―1概 述

7―2运动方程的建立

7―3动荷载列阵、质量矩阵和阻尼矩阵的确定及边界条件的处理

7―4运动方程的求解方法

7―5非线性动态问题的显式时间积分解法与电算程序DYNEXP2D

7―6非线性动态问题的隐式时间积分解法与电算程序DYNIMP2D

7―7算 例

参考文献

第八章结构动力分析中的特征值问题

8―1概 述

8―2瑞利―李兹近似解法

8―3矢量迭代法

8―4广义雅可比法

8―5子空间迭代法

参考文献

附录一 弹塑性力学基本公式

附录二 变 分 法

附录三 主应力空间与π平面上的应力分量

附录四 主应力由偏应力不变量和罗地角的表达式

附录五 算例输入 输出数据

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