目  錄

第１章 地下工程風險評估及穩定性研究現狀 …………………………… １

１．１ 風險評估理論研究現狀 ……………………………………………… ２

１．２ 隧道工程領域風險評估研究現狀 …………………………………… ３

１．３ 地下工程風險評估研究現狀 ………………………………………… ４

１．４ 地下工程穩定性研究現狀 …………………………………………… ５

１．５ 地下工程結構設計研究現狀 ………………………………………… ７

１．６ 地下工程與環境的相互作用研究現狀 ……………………………… ９

第２章 地下工程事故機理、因素及圍巖穩定性判據 …………………… １１

２．１ 地下工程破壞機理 ………………………………………………… １２

２．２ 地下工程的不確定性及圍巖穩定性影響因素 …………………… １４

２．２．１ 地下工程的不確定性影響因素 …………………………… １５

２．２．２ 地下工程圍巖穩定影響因素 ……………………………… １８

２．３ 整個地下工程風險影響因素 ……………………………………… ２１

２．４ 地下工程整體失穩應力判據 ……………………………………… ２２

２．４．１ 單項應力強度指標 ………………………………………… ２２

２．４．２ 復雜應力狀態下的強度理論 ……………………………… ２３

２．５ 地下工程圍巖失穩位移判據 ……………………………………… ２４

２．５．１ 以位移做穩定判據的優點 ………………………………… ２４

２．５．２ 地下洞室穩定性位移判別準則的表達方式 ……………… ２４

２．６ 地下工程圍巖失穩其他判據 ……………………………………… ２８

２．６．１ 圍巖塑性區和洞室截面積相對比值判別法 ……………… ２８

２．６．２ 變形速率比值判別法 ……………………………………… ２９

２．６．３ 力學判據 …………………………………………………… ２９

２．６．４ 其他判據 …………………………………………………… ２９

第３章 多因素圍巖穩定性評價與風險評估 …………………………… ３１

３．１ 多因素模糊綜合評判方法 ………………………………………… ３２

３．１．１ 模糊綜合評判方法選擇的依據 …………………………… ３２

３．１．２ 模糊綜合評判法模型的基本概念 ………………………… ３３

３．１．３ 模糊綜合評判模型的基本計算步驟 ……………………… ３４

３．２ 地下洞室群圍巖穩定影響因素權重研究 ………………………… ３７

３．２．１ 層次分析法概述 …………………………………………… ３７

３．２．２ 洞室群穩定影響指標選擇 ………………………………… ４２

３．２．３ 層次分析法 ………………………………………………… ４３

３．３ 多因素洞室群工程穩定性評價 …………………………………… ４６

３．３．１ 評價指標體系的建立 ……………………………………… ４６

３．３．２ 多級模糊綜合評判模型的建立 …………………………… ４７

３．３．３ 確定穩定等級 ……………………………………………… ７７

３．４ 地下洞室群風險評估 ……………………………………………… ７９

３．４．１ 選擇整體風險評估方法的依據 …………………………… ８０

３．４．２ 建立整體穩定性風險評估層次模型 ……………………… ８１

３．４．３ 確定權重 …………………………………………………… ８１

３．４．４ 建立地下工程風險評價集 ………………………………… ８１

３．４．５ 構造風險模糊評判矩陣 …………………………………… ８２

３．４．６ 風險接受準則 ……………………………………………… ８６

３．５ 工程應用 …………………………………………………………… ８７

３．５．１ 泰安抽水蓄能電站 ………………………………………… ８７

３．５．２ 瑯琊山抽水蓄能電站 ……………………………………… ８９

第４章 地下工程施工安全風險評估實施 ……………………………… ９５

４．１ 梯形云模型理論 …………………………………………………… ９５

４．２ 基于梯形云模型的風險評估模型 ………………………………… ９８

４．３ 靜態總體風險評估 ………………………………………………… １００

４．３．１ 總體風險評估思路 ……………………………………… １００

４．３．２ 大嶺隧道靜態總體風險評估實例 ……………………… １０２

４．４ 重大專項風險評估 ………………………………………………… １０３

４．４．１ 重大專項風險評估思路 ………………………………… １０３

４．４．２ 大嶺隧道洞口失穩專項風險評估實例 ………………… １０３

４．５ 施工全過程風險評估 ……………………………………………… １０９

４．５．１ 施工全過程風險評估思路 ……………………………… １０９

４．５．２ 施工全過程風險評估方法及流程 ……………………… １０９

４．５．３ 施工全過程風險評估實例 ……………………………… １１０

第５章 地下工程施工安全風險管理及控制 …………………………… １１４

５．１ 隧道施工安全風險管理及控制系統 ……………………………… １１４

５．１．１ 系統主要功能內容 ……………………………………… １１４

５．１．２ 系統模塊設計 …………………………………………… １１５

５．１．３ 系統構架及集成環境 …………………………………… １２０

５．２ 地下洞室群工程災害預報及風險控制 …………………………… １２２

５．２．１ 風險評估機制 …………………………………………… １２３

５．２．２ 風險預警機制 …………………………………………… １２５

５．２．３ 風險處理機制 …………………………………………… １３４

５．２．４ 風險后評估機制 ………………………………………… １３５

５．３ 工程應用 …………………………………………………………… １３５

５．３．１ 隧道現場情況 …………………………………………… １３５

５．３．２ 系統軟件應用 …………………………………………… １３７

５．３．３ 施工過程風險評估流程 ………………………………… １４１

第６章 地下工程開挖引起地質環境損害機理分析 …………………… １４８

６．１ 地下工程開挖引起的地質應力環境損害 ………………………… １４８

６．１．１ 圍巖應力和位移的彈性分析 …………………………… １４９

６．１．２ 圍巖應力和位移的塑性分析 …………………………… １５１

６．１．３ 圍巖應力的時間效應 …………………………………… １５４

６．１．４ 圍巖應力時間效應的數值模擬 ………………………… １５４

６．２ 地下工程開挖引起的巖土體環境損害 …………………………… １５７

６．２．１ 地下工程開挖引起的圍巖破壞 ………………………… １５７

６．２．２ 地下工程開挖引起的地表變形 ………………………… １６０

６．３ 地下工程開挖引起的地表環境損害 ……………………………… １６８

６．３．１ 地下工程開挖引起地表環境損害的表現形式 ………… １６８

６．３．２ 地表沉陷引起地面建筑物附加作用力的計算方法 …… １６９

第７章 地下工程結構耐久性設計 ……………………………………… １７３

７．１ 地下結構耐久性下降的原因 ……………………………………… １７３

７．２ 地下結構耐久性的影響因素分析 ………………………………… １７４

７．２．１ 材料內部缺陷的影響 …………………………………… １７４

７．２．２ 應力變化的影響 ………………………………………… １７５

７．２．３ 水的影響 ………………………………………………… １７６

７．２．４ 土體的影響 ……………………………………………… １７８

７．３ 提高地下結構耐久性的設計措施 ………………………………… １７９

７．３．１ 材料因素 ………………………………………………… １７９

７．３．２ 力學因素 ………………………………………………… １７９

７．３．３ 施工因素 ………………………………………………… １８０

７．４ 已有結構的耐久性檢測 …………………………………………… １８１