地下工程施工过程围岩稳定性风险评估与耐久性设计

　　第１章 地下工程风险评估及稳定性研究现状 …………………………… １
　　１．１ 风险评估理论研究现状 ……………………………………………… ２
　　１．２ 隧道工程领域风险评估研究现状 …………………………………… ３
　　１．３ 地下工程风险评估研究现状 ………………………………………… ４
　　１．４ 地下工程稳定性研究现状 …………………………………………… ５
　　１．５ 地下工程结构设计研究现状 ………………………………………… ７
　　１．６ 地下工程与环境的相互作用研究现状 ……………………………… ９
　　第２章 地下工程事故机理、因素及围岩稳定性判据 …………………… １１
　　２．１ 地下工程破坏机理 ………………………………………………… １２
　　２．２ 地下工程的不确定性及围岩稳定性影响因素 …………………… １４
　　２．２．１ 地下工程的不确定性影响因素 …………………………… １５
　　２．２．２ 地下工程围岩稳定影响因素 ……………………………… １８
　　２．３ 整个地下工程风险影响因素 ……………………………………… ２１
　　２．４ 地下工程整体失稳应力判据 ……………………………………… ２２
　　２．４．１ 单项应力强度指标 ………………………………………… ２２
　　２．４．２ 复杂应力状态下的强度理论 ……………………………… ２３
　　２．５ 地下工程围岩失稳位移判据 ……………………………………… ２４
　　２．５．１ 以位移做稳定判据的优点 ………………………………… ２４
　　２．５．２ 地下洞室稳定性位移判别准则的表达方式 ……………… ２４
　　２．６ 地下工程围岩失稳其他判据 ……………………………………… ２８
　　２．６．１ 围岩塑性区和洞室截面积相对比值判别法 ……………… ２８
　　２．６．２ 变形速率比值判别法 ……………………………………… ２９
　　２．６．３ 力学判据 …………………………………………………… ２９
　　２．６．４ 其他判据 …………………………………………………… ２９
　　第３章 多因素围岩稳定性评价与风险评估 …………………………… ３１
　　３．１ 多因素模糊综合评判方法 ………………………………………… ３２
　　３．１．１ 模糊综合评判方法选择的依据 …………………………… ３２
　　３．１．２ 模糊综合评判法模型的基本概念 ………………………… ３３
　　３．１．３ 模糊综合评判模型的基本计算步骤 ……………………… ３４
　　３．２ 地下洞室群围岩稳定影响因素权重研究 ………………………… ３７
　　３．２．１ 层次分析法概述 …………………………………………… ３７
　　３．２．２ 洞室群稳定影响指标选择 ………………………………… ４２
　　３．２．３ 层次分析法 ………………………………………………… ４３
　　３．３ 多因素洞室群工程稳定性评价 …………………………………… ４６
　　３．３．１ 评价指标体系的建立 ……………………………………… ４６
　　３．３．２ 多级模糊综合评判模型的建立 …………………………… ４７
　　３．３．３ 确定稳定等级 ……………………………………………… ７７
　　３．４ 地下洞室群风险评估 ……………………………………………… ７９
　　３．４．１ 选择整体风险评估方法的依据 …………………………… ８０
　　３．４．２ 建立整体稳定性风险评估层次模型 ……………………… ８１
　　３．４．３ 确定权重 …………………………………………………… ８１
　　３．４．４ 建立地下工程风险评价集 ………………………………… ８１
　　３．４．５ 构造风险模糊评判矩阵 …………………………………… ８２
　　３．４．６ 风险接受准则 ……………………………………………… ８６
　　３．５ 工程应用 …………………………………………………………… ８７
　　３．５．１ 泰安抽水蓄能电站 ………………………………………… ８７
　　３．５．２ 琅琊山抽水蓄能电站 ……………………………………… ８９
　　第４章 地下工程施工安全风险评估实施 ……………………………… ９５
　　４．１ 梯形云模型理论 …………………………………………………… ９５
　　４．２ 基于梯形云模型的风险评估模型 ………………………………… ９８
　　４．３ 静态总体风险评估 ………………………………………………… １００
　　４．３．１ 总体风险评估思路 ……………………………………… １００
　　４．３．２ 大岭隧道静态总体风险评估实例 ……………………… １０２
　　４．４ 重大专项风险评估 ………………………………………………… １０３
　　４．４．１ 重大专项风险评估思路 ………………………………… １０３
　　４．４．２ 大岭隧道洞口失稳专项风险评估实例 ………………… １０３
　　４．５ 施工全过程风险评估 ……………………………………………… １０９
　　４．５．１ 施工全过程风险评估思路 ……………………………… １０９
　　４．５．２ 施工全过程风险评估方法及流程 ……………………… １０９
　　４．５．３ 施工全过程风险评估实例 ……………………………… １１０
　　第５章 地下工程施工安全风险管理及控制 …………………………… １１４
　　５．１ 隧道施工安全风险管理及控制系统 ……………………………… １１４
　　５．１．１ 系统主要功能内容 ……………………………………… １１４
　　５．１．２ 系统模块设计 …………………………………………… １１５
　　５．１．３ 系统构架及集成环境 …………………………………… １２０
　　５．２ 地下洞室群工程灾害预报及风险控制 …………………………… １２２
　　５．２．１ 风险评估机制 …………………………………………… １２３
　　５．２．２ 风险预警机制 …………………………………………… １２５
　　５．２．３ 风险处理机制 …………………………………………… １３４
　　５．２．４ 风险后评估机制 ………………………………………… １３５
　　５．３ 工程应用 …………………………………………………………… １３５
　　５．３．１ 隧道现场情况 …………………………………………… １３５
　　５．３．２ 系统软件应用 …………………………………………… １３７
　　５．３．３ 施工过程风险评估流程 ………………………………… １４１
　　第６章 地下工程开挖引起地质环境损害机理分析 …………………… １４８
　　６．１ 地下工程开挖引起的地质应力环境损害 ………………………… １４８
　　６．１．１ 围岩应力和位移的弹性分析 …………………………… １４９
　　６．１．２ 围岩应力和位移的塑性分析 …………………………… １５１
　　６．１．３ 围岩应力的时间效应 …………………………………… １５４
　　６．１．４ 围岩应力时间效应的数值模拟 ………………………… １５４
　　６．２ 地下工程开挖引起的岩土体环境损害 …………………………… １５７
　　６．２．１ 地下工程开挖引起的围岩破坏 ………………………… １５７
　　６．２．２ 地下工程开挖引起的地表变形 ………………………… １６０
　　６．３ 地下工程开挖引起的地表环境损害 ……………………………… １６８
　　６．３．１ 地下工程开挖引起地表环境损害的表现形式 ………… １６８
　　６．３．２ 地表沉陷引起地面建筑物附加作用力的计算方法 …… １６９
　　第７章 地下工程结构耐久性设计 ……………………………………… １７３
　　７．１ 地下结构耐久性下降的原因 ……………………………………… １７３
　　７．２ 地下结构耐久性的影响因素分析 ………………………………… １７４
　　７．２．１ 材料内部缺陷的影响 …………………………………… １７４
　　７．２．２ 应力变化的影响 ………………………………………… １７５
　　７．２．３ 水的影响 ………………………………………………… １７６
　　７．２．４ 土体的影响 ……………………………………………… １７８
　　７．３ 提高地下结构耐久性的设计措施 ………………………………… １７９
　　７．３．１ 材料因素 ………………………………………………… １７９
　　７．３．２ 力学因素 ………………………………………………… １７９
　　７．３．３ 施工因素 ………………………………………………… １８０
　　７．４ 已有结构的耐久性检测 …………………………………………… １８１
　　第８章 基于对环境损害的地下空间开挖容量评价 …………………… １８３
　　８．１ 基于对地质环境损害的地下空间开挖容量评价 ………………… １８４
　　８．１．１ 基于对地质应力环境损害的地下空间开挖容量评价 …… １８４
　　８．１．２ 基于对岩土体环境损害的地下空间开挖容量评价 …… １８５
　　８．１．３ 基于对地表环境损害的地下空间开挖容量评价 ……… １８６
　　８．２ 地下空间开挖与环境的协调 ……………………………………… １８６
　　参考文献 ……………………………………………………………………… １８８

　　李景龙：山东大学副教授，土建与水利学院实验中心高级实验师。主要从事地下工程稳定性风险分析研究以及隧道工程突水突泥灾害预警机制研究。主持、参与完成国家自然基金课题5项、省部级课题10余项、各类横向课题20余项，发表论文20余篇。隋斌：工学博士，山东大学土建与水利学院讲师。主要从事岩石力学与工程方面的科研及实验教学工作。刘宁：工学博士，正高级工程师。主要从事水电地下工程方面的技术工作，先后参加了金沙江白鹤滩水电站、雅砻江锦屏二级水电站等10余项大型水电工程建设。发表论文95篇，SCI、EI检索53篇；出版著作7部；授权专利113项；荣获省部级科技奖励17项，并获浙江省优秀博士后、中国电力优秀青年工程师、中国岩石力学与工程学会青年科技奖、张光斗优秀青年科技奖、曾国熙青年奖、电力行业杰出青年专家等荣誉称号。商成顺：山东大学西班牙国际数值仿真中心研究员，开源多物理场耦合软件Kratos Multiphisis开发团队成员。主要从事隧道及地下工程灾害机理、多尺度多物理场耦合算法及数值模拟研究。

　　本书系统深入地介绍了地下工程围岩稳定性风险研究现状与进展、风险评估与耐久性设计方法，阐述了地下工程围岩破坏机理与判据，提出了围岩稳定性评价与风险评估方法、地下工程施工全过程风险评估方法与流程，构建了隧道施工安全风险管理及控制系统，开展了地下工程结构耐久性设计、基于对环境损害的地下空间开挖容量评价等。
　　全书系统性较强，全面地分析围岩稳定性及风险研究存在的问题及发展的方向，从基础理论、核心方法及工程应用几个层次，由浅入深地围绕围岩稳定性风险问题阐述了相关知识和工程实践经验，可供从事地下空间工程、市政工程、桥梁与隧道工程等专业的相关研究人员、设计及管理人员参考。