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第一篇 承压地下水条件下隧道围岩应力场、位移场与渗流场耦合研究3

第1章 绪论3

1.1国内外承压地下水隧道建设发展现状与存在的问题3

1.2隧道围岩稳定性研究现状与存在的问题10

1.3裂隙岩体中渗流场研究现状与存在的问题12

1.4隧道衬砌外水压力研究现状与存在的问题14

第2章 隧道围岩渗流场研究16

2.1引言16

2.2岩石断裂带隧道围岩的岩性特征与力学性质研究16

2.3隧道岩石断裂带与围岩的水力学特性、渗流场特性18

2.4裂隙岩体地下水渗流的数学模型研究19

2.5裂隙介质渗流规律21

2.6岩体渗流场与应力场的相互作用机理24

2.7岩体渗流场与应力场、位移场耦合的数学模型26

2.8岩体渗流场与应力场、位移场耦合的解析解、数值解31

2.9裂隙岩体渗流场的数值模拟分析33

2.10本章小结38

第3章 隧道围岩的结构力学性能分析研究39

3.1屈服条件39

3.2模型建立43

3.3弹塑性分析43

3.4地下水对岩体力学性质的影响48

3.5圆形隧道围岩与衬砌相互作用的弹塑性研究50

3.6仰拱对隧道力学特性的影响52

3.7隧道超欠挖力学效应的研究53

3.8本章小结54

第4章 隧道围岩稳定的力学场、位移场与渗流场的流固耦合分析研究55

4.1有限差分法及FLAG 3D简介55

4.2 FLAC 3D在流固耦合分析中的应用56

4.3隧道衬砌外水压力研究63

4.4计算方法的分析63

4.5衬砌背后水压力的影响因素65

4.6隧道衬砌背后水压力的数值模拟分析65

4.7本章小结87

第5章 实际隧道的数值模拟88

5.1青岛胶州湾海底隧道施工数值模拟88

5.2北天山隧道施工数值模拟101

5.3本章小结112

第6章 隧道断裂破碎带注浆设计113

6.1青岛胶州湾海底隧道F4-4断裂破碎带注浆设计113

6.2北天山隧道注浆施工设计122

6.3本章小结126

第7章 隧道最大涌水量预测127

7.1隧道涌水量预测方法的研究127

7.2隧道涌水量与各量值之间的关系129

7.3承压地下水山岭隧道涌水量预测方法131

7.4海底隧道涌水量预测方法136

7.5多年冻土地区隧道涌水量预测方法139

7.6工程实例139

第8章 结论150

第二篇 承压地下水隧道注浆效果检测研究155

第1章 绪论155

1.1注浆的起源、发展、现状、趋势155

1.2注浆效果评价方法的研究现状、发展趋势159

1.3注浆效果检查的意义161

第2章 注浆浆液流变学162

2.1浆液的流变性162

2.2宾汉流体165

2.3幂律体浆液扩散公式167

第3章 注浆浆液在孔隙地层中的流动规律169

3.1牛顿流体粗糙裂隙的渗流规律169

3.2非牛顿流体粗糙裂隙渗流规律的研究171

3.3牛顿流体扩散模型173

3.4宾汉姆流体的扩散模型179

3.5 Herschel-Bulkley浆液在裂隙岩体中的扩散规律研究184

第4章 注浆效果检测方法研究188

4.1分类188

4.2静力触探法189

4.3旋转触探法193

4.4弹性波探查法200

4.5电探法207

4.6注浆效果检查的物探法研究214

第5章 注浆效果检测实例分析217

5.1注浆前TSP超前预报成果分析217

5.2注浆后TSP超前预报成果分析219

5.3开挖后岩层注浆效果分析220

第6章 结论222

第三篇 承压地下水隧道超前地质预报研究225

第1章 绪论225

1.1地质分析方法225

1.2地球物理探测方法226

1.3承压地下水隧道超前地质预报的目的和性质228

第2章 地球物理特性231

2.1密度与波速231

2.2电阻率233

2.3介电常数234

2.4岩石的红外辐射特性235

第3章 施工超前地质预报方案237

3.1地质调查法237

3.2超前钻探法237

3.3物探法239

3.4超前导坑预报法249

3.5超前地质预报技术手段的效用及特点250

3.6承压地下水隧道超前地质预报方案选择251

第4章 海底隧道承压水地质超前预报252

4.1海底隧道超前地质预报方案编制的指导思想252

4.2海底隧道超前地质预报方案编制要求252

4.3海底隧道超前地质预报方案252

4.4超前地质预报应用的影响因素253

第5章 山岭岩溶隧道承压水地质超前预报255

5.1引起突水灾害的地质条件255

5.2山岭隧道超前地质预报方案256

5.3岩溶地区山岭隧道超前地质预报方案256

第6章 实际地质条件与预报结果的对比分析273

第7章 结论280

第四篇 注浆浆液结石体使用寿命评估方法研究283

第1章 绪论283

第2章 浆液结石体固结原理285

2.1水泥浆液水化固结原理285

2.2水泥+黏土浆液固结原理290

2.3黏土固化浆液的固结原理291

2.4水泥+水玻璃浆液固结原理293

第3章 浆液结石体寿命评价方法的研究294

3.1引言294

3.2水泥基注浆材料使用寿命评估及预测理论294

3.3酸性环境下注浆材料使用寿命的评估预测302

3.4海水环境下注浆材料使用寿命的评估预测306

3.5本章小结311

第4章 浆液结石体使用寿命评估标准312

4.1浆液结石体使用寿命评估程序312

4.2浆液结石体使用寿命影响因素313

4.3浆液结石体使用寿命评估实例314

第5章 注浆结石体寿命测试仪的研究317

5.1引言317

5.2注浆结石体寿命测试仪的研究思路317

5.3注浆结石体寿命测试仪的基本结构及各部分的功能318

5.4注浆结石体寿命测试仪的使用说明319

5.5注浆结石体寿命测试仪的操作规程320

5.6小结320

第6章 海底隧道注浆材料耐久性模糊综合评定322

6.1引言322

6.2模糊综合评价方法简介322

6.3注浆浆液材料及配比324

6.4注浆浆液材料耐久性指标及试验方法325

6.5浆液材料耐久性综合评定326

6.6本章小结331

第7章 结论332

第五篇 青岛胶州湾海底隧道注浆施工工艺335

第1章 工程概况335

1.1地质概况335

1.2胶州湾海底隧道注浆情况概述335

第2章 注浆设计336

2.1设计原则336

2.2注浆方案选择原则336

2.3超前预注浆337

2.4注浆效果分析方法338

2.5径向补充注浆339

第3章 注浆施工340

3.1注浆施工决策340

3.2注浆施工工序组织340

3.3止浆墙施工341

3.4钻孔注浆341

3.5注浆结束标准344

3.6注浆过程异常情况处理345

3.7注浆施工中的技术管理346

3.8注浆效果评价346

3.9注浆机械设备、主要材料及劳动力组织348

第4章 对青岛海底隧道注浆设计与施工的一些看法350

4.1超前地质预报350

4.2注浆材料问题350

4.3预注浆关键部位350

4.4止浆系统采用351

4.5注浆试验的必要性351

第六篇 北天山隧道注浆施工工艺355

第1章 工程概况355

1.1地质概况355

1.2北天山隧道注浆情况概述355

第2章 注浆设计356

2.1注浆堵水工作原理356

2.2注浆方案的选择原则356

2.3径向注浆356

2.4超前帷幕注浆359

第3章 注浆施工364

3.1注浆施工总体方案364

3.2注浆施工参数364

3.3注浆施工方案366

3.4注浆施工要点368

3.5注浆异常情况处理369

3.6径向补充注浆370

第4章 对北天山隧道注浆设计与施工的一些看法371

4.1关键技术及创新点371

4.2社会和经济效益371

第七篇 承压地下水隧道防排水设计方法与防水材料研究375

第1章 现有国内外防排水规范以及规定的设计情况375

第2章 防排水设计原则和技术标准376

2.1防排水设计原则376

2.2防排水的技术标准376

第3章 水压力作用与渗流场378

第4章 承压地下水海底隧道防排水设计380

4.1复合式衬砌防排水设计380

4.2锚喷支护衬砌防排水设计383

4.3特殊部位防排水设计383

第5章 承压地下水山岭隧道防排水设计386

5.1防水设计386

5.2排水设计387

5.3岩溶地区隧道的防排水设计388

第6章 隧道防、排水系统施工390

6.1防水层施工技术要求390

6.2施工缝、变形缝的施工395

6.3复合式衬砌隧道排水系统施工396

6.4锚喷支护隧道排水系统施工397

第7章 防排水材料398

7.1防水材料398

7.2排水材料399

7.3注浆材料400

7.4接缝防水材料402

第8章 可维护排水设施的维护方法407

8.1隧道排水管常见结垢原因407

8.2可维护排水结构的清洗方法407

8.3排水结构的维护设备409

致谢415

参考文献416