《隧道力学》PPT课件 施成华 中南大学

 
课件内容： 
第1章 绪论 
本章主要介绍隧道力学的基本概念、研究内容和发展历史，让大家对隧道力学有具体的认知和理解。 
1.1 隧道力学的基本概念 
第2章 隧道围岩的基本力学性质 
正确的理解和掌握隧道周边岩土体的基本力学性质，是合理进行隧道和地下工程设计和施工的前提。本章主要介绍隧道围岩的变形性质、强度性质、流变性质及相关的岩石强度理论。 
2.1 岩石的变形特性 
2.2 岩石的强度特性 
2.3 摩尔-库伦强度理论 
2.4 岩石的其他强度理论 
2.5 岩石的流变特性 
2.6 岩体的力学性质 
第3章 隧道开挖后的力学行为 
隧道的开挖施工实际上是一个应力状态的调整，并重新达到应力平衡的过程；隧道施工过程中每一步应力状态的改变都会对隧道结构体系的最终应力状态产生影响，从而都会对隧道的施工安全及稳定性产生影响。本章基于弹塑性力学理论，对隧道开挖后不同阶段的应力状态进行了分析。 
3.1 隧道开挖前的初始应力状态 
3.2 隧道开挖后的弹性应力状态 
3.3 隧道开挖后的塑性应力状态 
3.4 隧道开挖后的三次应力状态 
3.5 隧道新奥法力学解析 
第4章 隧道结构计算的结构力学方法 
对于隧道与地下工程而言，其计算模型建立的核心是如何对围岩进行模拟，如何在计算模型中恰当正确的反映隧道衬砌结构与围岩的相互作用关系。本章主要介绍隧道结构计算的结构力学方法，包括矩阵位移法和力法。 
4.1 隧道支护体系计算模型 
4.2 隧道结构体系荷载的计算 
4.3 隧道结构计算的矩阵位移法 
4.4 拱形半衬砌隧道结构计算 
4.5 拱形曲墙隧道结构计算 
第5章 隧道结构计算的岩体力学方法 
现代隧道施工技术的发展，特别是锚喷支护技术和新奥法在隧道施工中的应用，隧道开挖后能及时施作支护，约束围岩的变形，支护结构与围岩能共同变形，采用岩体力学方法能很好地体现隧道支护与围岩的这种相互作用，共同变形。本章主要介绍了隧道支护结构计算的一些常用岩体力学计算方法。 
5.1 特征曲线法 
5.2 剪切滑移破坏法 
5.3 有限元数值计算方法（1） 
5.4 有限元数值计算方法（2） 
5.5 颗粒离散元数值计算方法 
5.6 块体离散元数值计算方法 
第6 章 隧道辅助施工措施的力学分析 
在软弱围岩隧道施工中，需要采取各类超前支护措施、各类拱脚补强措施、各类掌子面补强措施来对开挖面前方及周边围岩进行预加固、控制围岩变形、防止围岩坍塌、以保证隧道的施工安全。本章重点介绍了超前管棚、锁脚锚杆等辅助施工措施的力学计算模型。 
6.1 隧道常用辅助施工措施 
6.2 管棚作用的力学分析（1） 
6.3 管棚作用的力学分析（2） 
6.4 锁脚钢管的力学分析 
6.5 拱脚地基荷载的计算 
第7章 隧道施工工作面稳定性分析 
隧道掌子面的稳定是确保隧道施工安全的关键，隧道施工事故绝大部分是因为掌子面失稳导致的；实际隧道设计、施工过程中，工程师们历来非常重视掌子面的稳定性分析。本章针对盾构法隧道和钻爆法隧道，较为系统的介绍了隧道掌子面稳定性分析的一些常用方法。 
7.1 隧道掌子面失稳机理 
7.2 盾构隧道掌子面稳定性分析 
7.3 钻爆法隧道掌子面稳定性分析 
7.4 极限分析法的基本原理 
7.5 圆形盾构隧道掌子面稳定性极限分析法 
第8章 盾构隧道管片结构力学计算模型 
相比于传统隧道结构，盾构隧道衬砌是一种不连续的拼装式空间离散结构，盾构隧道结构分析的关键即在于如何将盾构隧道这一管状、线形的拼接形式的地下结构在其横向、纵向上合理离散，构建实用的横、纵向结构计算模型。本章较为系统的介绍了盾构管隧道常用的主要横、纵向结构计算模型。 
8.1 盾构隧道概述 
8.2 盾构隧道结构计算的荷载-结构模型（1） 
8.3 盾构隧道结构计算的荷载-结构模型（2） 
8.4 盾构隧道结构计算的地层-结构计算模型 
8.5 盾构隧道纵向结构计算模型（1） 
8.6 盾构隧道纵向结构计算模型（2） 
第9章 隧道力学计算的特殊问题 
隧道建造过程中会遇到各类复杂、特殊的地质环境，需要针对这些特殊情况下的隧道工程构建相应的计算模型，才能对隧道结构的安全性进行较为准确的分析计算。本章主要介绍了富水、寒区、地震、渗流等特殊荷载或环境下隧道结构力学响应的分析方法。 
9.1 富水隧道衬砌水压力的计算 
9.2 寒区隧道冻胀力的计算 
9.3 隧道衬砌混凝土损伤计算理论与方法 
9.4 隧道应力-渗流耦合计算分析