深部工程物理模擬與數(shù)值模擬

目錄
前言
第1章　緒論　1
1.1　引言　1
1.2　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀　2
1.2.1　地下工程物理模擬研究現(xiàn)狀　2
1.2.2　地下工程數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀　3
1.3　本書主要研究?jī)?nèi)容　5
參考文獻(xiàn)　6
第2章　大型真三維物理模擬系統(tǒng)與模型試驗(yàn)微型TBM開挖掘進(jìn)系統(tǒng)研制　12
2.1　模型試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念與研制方法　12
2.2　模型試驗(yàn)系統(tǒng)工作原理與技術(shù)特性　18
2.3　模型試驗(yàn)微型TBM開挖掘進(jìn)系統(tǒng)研制　21
2.4　本章小結(jié)　25
參考文獻(xiàn)　26
第3章　深部隧洞圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)協(xié)同承載數(shù)值模擬與物理模擬　28
3.1　深部巖石非線性變形與強(qiáng)度特性　28
3.1.1　深部巖石物理力學(xué)試驗(yàn)　28
3.1.2　深部巖石非線性變形破壞特性　31
3.1.3　深部圍巖非線性強(qiáng)度準(zhǔn)則　43
3.2　深部隧洞圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)協(xié)同承載力學(xué)模型　47
3.2.1　巖石-混凝土接觸力學(xué)試驗(yàn)　48
3.2.2　巖石-混凝土接觸非線性模型　59
3.2.3　圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)協(xié)同承載力學(xué)模型　68
3.3　深部隧洞圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)協(xié)同承載數(shù)值模擬　71
3.3.1　協(xié)同承載數(shù)值分析方法　72
3.3.2　協(xié)同承載數(shù)值仿真模擬　81
3.3.3　協(xié)同承載多因素敏感性分析　94
3.4　深部隧洞圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)協(xié)同承載真三維物理模擬　107
3.4.1　協(xié)同承載物理模擬相似材料　107
3.4.2　協(xié)同承載物理模擬過程　113
3.4.3　協(xié)同承載物理模擬結(jié)果分析　120
3.4.4　協(xié)同承載物理模擬與數(shù)值模擬對(duì)比　134
3.5　本章小結(jié)　137
參考文獻(xiàn)　138
第4章　深部引水隧洞施工開挖與支護(hù)流固耦合物理模擬　140
4.1　流固耦合相似準(zhǔn)則　140
4.2　新型流固耦合相似材料研制　142
4.2.1　原材料選取　142
4.2.2　正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與力學(xué)參數(shù)測(cè)試　143
4.2.3　模型材料力學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)回歸分析　149
4.3　深部隧洞流固耦合真三維物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)研制　155
4.4　大埋深引水隧洞流固耦合真三維物理模擬　160
4.4.1　流固耦合物理模擬方案　160
4.4.2　流固耦合模型試驗(yàn)開挖與支護(hù)　161
4.4.3　流固耦合物理模擬結(jié)果分析　167
4.5　本章小結(jié)　180
參考文獻(xiàn)　181
第5章　深部高邊墻洞室劈裂破壞物理模擬與數(shù)值模擬　183
5.1　劈裂破壞真三維物理模擬　186
5.1.1　劈裂破壞物理模擬概況　186
5.1.2　劈裂破壞試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭谱髋c開挖測(cè)試　186
5.1.3　劈裂破壞物理模擬結(jié)果分析　192
5.1.4　劈裂破壞向分區(qū)破裂轉(zhuǎn)化　197
5.2　劈裂破壞錨固支護(hù)真三維物理模擬　200
5.2.1　劈裂破壞錨固支護(hù)方案　200
5.2.2　劈裂破壞錨固物理模擬結(jié)果分析　203
5.3　高邊墻洞室劈裂破壞數(shù)值模擬　207
5.3.1　劈裂破壞彈塑性損傷本構(gòu)模型　208
5.3.2　劈裂破壞能量損傷準(zhǔn)則　209
5.3.3　劈裂破壞數(shù)值模擬結(jié)果分析　211
5.4　本章小結(jié)　215
參考文獻(xiàn)　215
第6章　高放廢物深埋地質(zhì)處置地下實(shí)驗(yàn)室物理模擬與數(shù)值模擬　218
6.1　地下實(shí)驗(yàn)室原巖物理力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)　219
6.1.1　工程概況　219
6.1.2　現(xiàn)場(chǎng)取樣與試件制備　220
6.1.3　原巖物理力學(xué)參數(shù)測(cè)試　221
6.2　地下實(shí)驗(yàn)室施工開挖真三維物理模擬　222
6.2.1　地下實(shí)驗(yàn)室物理模擬方案　222
6.2.2　地下實(shí)驗(yàn)室物理模擬相似材料　224
6.2.3　地下實(shí)驗(yàn)室物理模擬方法　226
6.2.4　地下實(shí)驗(yàn)室物理模擬結(jié)果分析　233
6.2.5　地下實(shí)驗(yàn)室物理模擬研究結(jié)論　260
6.3　地下實(shí)驗(yàn)室圍巖穩(wěn)定非線性強(qiáng)度折減數(shù)值分析　261
6.3.1　基于突變理論的圍巖失穩(wěn)能量判據(jù)　261
6.3.2　改進(jìn)非線性強(qiáng)度折減分析方法　266
6.3.3　非線性強(qiáng)度折減數(shù)值模擬結(jié)果分析　271
6.4　本章小結(jié)　277
參考文獻(xiàn)　278
第7章　大埋深油藏溶洞垮塌破壞數(shù)值模擬與物理模擬　280
7.1　不同期次構(gòu)造應(yīng)力作用下油藏溶洞垮塌破壞數(shù)值模擬　281
7.1.1　數(shù)值模型與計(jì)算參數(shù)　282
7.1.2　溶洞垮塌破壞演化規(guī)律　283
7.2　不同充填狀態(tài)下油藏溶洞垮塌破壞數(shù)值模擬　283
7.2.1　數(shù)值計(jì)算模型　284
7.2.2　不同充填狀態(tài)圓形溶洞垮塌破壞規(guī)律　285
7.2.3　不同充填狀態(tài)矩形溶洞垮塌破壞規(guī)律　288
7.3　縫洞型油藏溶洞垮塌破壞數(shù)值模擬　290
7.4　縫洞型油藏溶洞垮塌破壞真三維物理模擬　292
7.4.1　溶洞垮塌物理模擬相似材料　292
7.4.2　溶洞垮塌物理模擬方案　292
7.4.3　溶洞垮塌物理模擬結(jié)果分析　293
7.4.4　溶洞垮塌物理模擬與數(shù)值模擬對(duì)比　299
7.5　本章小結(jié)　300
參考文獻(xiàn)　301
第8章　深部各向異性儲(chǔ)層鉆井垮塌破壞非連續(xù)數(shù)值模擬　303
8.1　顯式表征各向異性巖石微觀結(jié)構(gòu)的離散元模型　304
8.1.1　基本接觸模型　305
8.1.2　基于微觀結(jié)構(gòu)的各向異性巖石離散元模型　307
8.2　各向異性儲(chǔ)層巖石受壓破壞規(guī)律　310
8.2.1　各向異性巖石離散元模型　310
8.2.2　參數(shù)敏感性分析與模型校準(zhǔn)及驗(yàn)證　312
8.2.3　顆粒離散元模擬結(jié)果與分析　324
8.3　深部各向異性儲(chǔ)層鉆井垮塌破壞機(jī)理研究　329
8.3.1　模型的建立、參數(shù)校準(zhǔn)與驗(yàn)證　329
8.3.2　各向同性儲(chǔ)層鉆井垮塌破壞規(guī)律　334
8.3.3　各向異性儲(chǔ)層鉆井垮塌破壞規(guī)律　337
8.4　本章小結(jié)　341
參考文獻(xiàn)　342