岩体锚固与岩土工程新进展

Prefacei

Acknowledgmentsii

1.RockTesting

1.InstabilityCharacteristicsofaSingleSandstone

Plate1

2.InstabilityCharacteristicsofDouble-LayerRock

Plates11

3.RuptureandEnergyAnalysisofDouble-LayerRock

Plates18

4.Double-LayerRockPlatesWithBothEndsFixed

Condition27

5.ViscoelasticAttenuationPropertiesforDifferent

Rocks32

6.CuttingFractureCharacteristicsofSandstone39

7.EnergyDissipationCharacteristicsofSandstone

Cutting46

8.FracturePropertiesontheCompressiveFailureof

Rock52

References58

FurtherReading60

2.Rockbolting

1.MathematicalDerivationofSlipFaceAngle61

2.AMechanicalModelforConeBolts73

3.EffectofIntroducingAggregateIntoGrouting

Material86

4.OptimizingSelectionofRebarBolts90

5.Poisson’sRatioEffectinPushandPullTesting102

6.StudyonRockboltingFailureModes112

7.SteelBoltProfileInfluenceonBoltLoadTransfer128

8.TensileStressMobilizationAlongaRockbolt141

References146

FurtherReading149

3.GroutedCable

1.LoadTransferMechanismofFullyGrouted

Cable151

2.TheoreticalAnalysisofLoadTransferMechanics159

3.ImpactingFactorsontheDesignforCables168

4.MechanicalPropertiesofCementitiousGrout177

5.AnchoragePerformanceTestofCables187

6.AxialPerformanceofaFullyGroutedModified

Cable196

7.SampleDimensionsonAssessingCableLoading

Capacity203

References212

FurtherReading215

4.TunnelEngineering

1.ConstructionOptimizationforaSoftRock

Tunnel217

2.WaterInrushCharacteristicsofRoadway

Excavation225

3.LiningReliabilityAnalysisforHydraulicTunnel233

4.DisturbanceDeformationofanExistingTunnel239

5.EnergyDissipationCharacteristicsofaCircular

Tunnel250

6.Pressure-ArchEvolutionandControlTechnique256

7.SkewedEffectofthePressure-Archina

Double-ArchTunnel266

References276

FurtherReading279

5.SlopeEngineering

1.Three-DimensionalDeformationEffectandOptimal

ExcavatedDesign281

2.StabilityAnalysisofThree-DimensionalSlope

Engineering289

3.FractureProcessAnalysisofKeyStratainthe

Slope295

4.ParametersOptimizationoftheSlope

Engineering303

5.KeyTechnologiesinCut-and-CoverTunnelsinSlope

Engineering310

6.PotentialRiskAnalysisofaTailingsDam319

7.ANewLandslideForecastMethod326

References331

FurtherReading333

6.MiningGeomechanics

1.AnalyticalAnalysisofRoof-BendingDeflection335

2.AnalyticalSolutionoftheRoofSafeThickness345

3.CatastropheCharacteristicsoftheStratifiedRock

Roof350

4.Pressure-ArchAnalysisinCoalMiningField357

5.AnalysisofAccumulatedDamageEffectsonthe

Roof363

6.TunnelandBridgeCrossingtheMined-Out

Regions372

7.Pressure-ArchAnalysisinHorizontalStratified

Rocks381

8.Pressure-ArchinaFullyMechanizedMining

Field392

References400

FurtherReading402

Index4032100433B

本书总结了作者近年来关于岩石力学基础理论、分析方法以及创新技术和工程应用的最新研究成果。全书分为岩石试验、岩石锚杆、注浆锚索、隧道工程、边坡工程和采矿工程 6章，主要阐述了岩板断裂铰接成拱过程及其失稳破坏特征，岩石锚杆破坏模式及其力学机制，注浆锚索的尺度效应及其传力特性，以及近年来在隧道工程、边坡工程和采矿工程实践中的创新技术及其应用效果分析等内容，附有大量的图表和工程实例。研究内容主要为国家自然科学基金项目、澳大利亚政府奋进研究学者项目、河北省自然科学基金项目，以及大量国内外现场实践项目提炼出来的相关科学问题和技术难题。本书内容丰富、新颖、实用，可为隧道工程、边坡工程、采矿工程及岩石力学专业的科研工作者、高等院校师生以及现场工程技术人员提供参考和借鉴。

• 中文摘要

现代高精度制导钻地弹是目前地下工程所面临的最为常见威胁。在钻地弹侵入岩体爆炸过程中，爆炸应力波在岩体中传播，导致节理岩体地下洞室产生一系列动态响应，严重影响工程安全。本研究对爆炸应力波在节理岩体中的传播以及直墙拱顶节理岩体洞室锚固抗爆问题进行了分析。在理论研究中，分析了爆炸应力波在位移与应力连续条件下纵波与横波在节理处的传播特性，同时亦分析了爆炸应力波在位移与应力不连续条件下在具有理想光滑节理面和含摩擦节理面处的传播特性；运用损伤力学相关知识，建立了岩石中的微裂纹损伤与弹性模量的函数关系表达式。在数值模拟研究中，通过有限元软件计算了爆炸荷载并验证了其精确性，采用离散元软件研究了含节理岩体的爆炸应力波传播问题，最终通过建立无锚固和有锚固情况下的直墙拱顶节理岩体洞室，分析其抗爆效果，获得了锚固对抗爆效果的影响规律。主要结论包括：运用动力有限元软件 ANSYS AUTODYN 建立了岩体爆破模型，在模型炮孔周围设置监测点，结合理论解对比分析可知数值计算所得的爆炸荷载与理论计算值较接近，计算可靠；利用UDEC进行应力波透射率的数值计算结果与理论计算结果较为吻合，验证了UDEC进行应力波穿越节理透射率问题研究的可行性与有效性，其计算能够保证分析直墙拱顶节理岩体洞室锚固抗爆的计算精度；锚固对于直墙拱顶节理岩体洞室具有有效的抗爆能力提升作用。 2100433B

本书在充分调查、分析被加固岩体地质缺陷的基础上，开展了一系列调查和试验，取得了大量数据，创制了一整套国内外尚无人研究的针对性岩体加固设计的软件包。同时，为实现岩体加固设计而提出了具有新工艺的施工方法。在新理论的指导下，在许多岩体加固工地进行了大量实践，其反馈信息表明，使用新理论的岩体加固设计，可大幅度提高质量和减少工程投资。 2100433B