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摘要
第一章绪论
1．1研究背景
1．1．1研究背景及意义
1．1．2选题依据与目的
1．2国内外研究现状
1．2．1隧道突水突变机理
1．2．2突水灾变演化过程模拟方法
1．2．3近场动力学在岩土工程中的应用
1．2．4研究现状发展趋势与存在问题
1．3主要内容与创新点
1．3．1研究内容
1．3．2技术路线
1．3．3创新点
第二章基于矩阵运算的裂隙岩体三维近场动力学模拟
2．1近场动力学基本理论
2．1．1连续-非连续模拟的非局都作用思想
2．1．2常规态型近场动力学模型
2．1．3动态／静态问题数值求解方法
2．2节理裂隙岩体强度折减本构模型
2．2．1基于强度折减理论的岩体本构模型
2．2．2岩体本构模型参数确定方法
2．3非均质岩体材料压缩破坏模拟
2．3．1岩体材料非均质特性表征
2．3．2岩体材料压缩破坏模拟
2．4基于矩阵运算的高效求解策略
2．4．1近场动力学矩阵运算基本原理
2．4．2近场动力学矩阵运算程序开发
2．4．3近场动力学矩阵运算效率分析
2．5岩体破坏三维模拟算例验证
2．5．1完整岩体破坏过程模拟
2．5．2节理岩体破坏过程模拟
2．5．3裂隙岩体破坏过程模拟
2．6本章小结
第三章裂隙岩体应力-渗流耦合近场动力学模拟
3．1地下水渗流近场动力学模型
3．1．1等效连续介质渗流模型
3．1．2离散裂隙网络渗流模型
3．1．3孔隙-裂隙双重介质渗流模型
3．2裂隙岩体流-固耦合模拟方法
3．2．1物质点双重覆盖理论模型
3．2．2流-固耦合矩阵运算与程序开发
3．3应力状态对水力裂隙扩展路径的影响规律
3．3．1应力状态对水力裂隙的影响机制
3．3．2水力裂隙扩展路径模拟结果分析
3．4天然裂隙对水力裂隙扩展路径的影响规律
3．4．1天然裂隙与水力裂隙相互作用关系
3．4．2水力裂隙扩展路径模拟结果分析
3．5岩体裂隙网络水力压裂过程损伤破坏规律
3．5．1裂隙网络对水力裂隙的影响机制
3．5．2裂隙网络岩体水力压裂模拟结果分析
3．6本章小结
第四章隧道开挖卸荷效应近场动力学模拟
4．1卸荷效应模拟的物质点休眠法
4．1．1物质点休眠法基本思想
4．1．2开挖卸荷模拟程序设计
4．2隧道开挖损伤区模拟分析
4．2．1隧道开挖损伤区形成机制
4．2．2隧道开挖损伤区演化过程
4．2．3隧道开挖围岩位移场变化规律
4．3渗流卸荷近场动力学模拟
4．3．1孔隙介质渗流卸荷模拟
4．3．2裂隙介质渗流卸荷模拟
4．3．3双重介质渗流卸荷模拟
4．4卸荷作用下应力-渗流耦合近场动力学模拟
4．4．1卸荷作用下应力-渗流近场动力学模拟方法
4．4．2卸荷作用下应力-渗流耦合模拟程序设计
4．5隧道开挖损伤区应力-渗流耦合模拟
4．5．1渗流对隧道开挖损伤区的影响机制
4．5．2渗透压力对隧道开挖损伤的影响规律
4．6本章小结
第五章隧道隔水岩体渐进破坏突水灾变过程模拟
5．1歇马隧道突水灾害概述
5．1．1依托工程概况
5．1．2工程现场突水情况
5．2隧道岩体破坏突水地质力学模型试验
5．2．1地质力学模型试验概述
5．2．2隔水岩体渐进破坏突水过程
5．3隧道岩体破坏突水近场动力学模型
5．3．1隧道施工过程三维模型
5．3．2监测断面布置情况
5．4隧道岩体破坏突水模拟结果分析
5．4．1围岩损伤状态分析
5．4．2围岩渗流场分析
5．4．3围岩位移场分析
5．5本章小结
第六章隧道隔水岩体渐进破坏突水影响因素分析
6．1岩溶隧道突水影响因素与模型设计
6．1．1岩溶隧道突水影响因素
6．1．2岩溶隧道突水模拟工况设计
6．2岩溶隧道突水灾变过程工程尺度模拟
6．2．1工程尺度模拟三维数值模型
6．2．2隔水岩体渐进破坏突水过程分析
6．3岩溶隧道突水影响因素分析
6．3．1溶洞发育规模
6．3．2溶洞水压力
6．3．3围岩弹性模量
6．3．4围岩抗拉强度
6．3．5隧道埋深
6．3．6溶洞位置
6．4基于数值模拟结果的隧道突水防控措施分析
6．4．1量小安全厚度计算结果分析
6．4．2岩溶隧道突水防控措施分析
6．5本章小结
第七章近场动力学岩土工程数值仿真软件及应用
7．1数值仿真软件研发
7．1．1软件功能设计
7．1．2软件架构设计
7．1．3软件运行环境
7．2数值仿真软件介绍
7．2．1用户界面介绍
7．2．2使用方法介绍
7．3应用实例分析
7．3．1模型概况
7．3．2模拟结果分析
7．4本章小结
8．1结论
8．2展望
参考文献
博士期间参与的科研项目
博士期间发表的论文
博士期间申请的专利
博士期间获得的奖励
致谢
山东大学;
