存在于自然界中的巖體通常包含多種巖石和復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系,因此對巖體工程問題的研究存在不小的困難,地質(zhì)力學(xué)模型試驗是研究巖土工程問題經(jīng)常采用的手段。地質(zhì)力學(xué)模型試驗設(shè)備和相似模擬材料是開展模型試驗的前提和保證。以往有水參與的模型試驗多為間接用裂隙描述水力貫通,直接用水的試驗較少,難以反映水巖軟化效應(yīng)。軟弱夾層由于其自身存在的軟弱性,往往對巖土工程的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響,軟弱夾層中含水更會加劇巖土工程的不穩(wěn)定性,所以針對含水軟弱夾層的基礎(chǔ)性研究對地下巖土工程的施工和維護具有重要的現(xiàn)實意義。本文主要基于山東省自然科學(xué)基金項目“含水軟弱夾層地下洞室長期穩(wěn)定性研究”和“傾斜層狀巖體中含軟弱薄夾層洞室長期流變穩(wěn)定性研究”,在前人研究的基礎(chǔ)上,研制了一套可應(yīng)用于含水軟弱夾層地下洞室模型試驗的設(shè)備和兩種相似模擬材料,重點關(guān)注了相似材料的力學(xué)性能和水理性質(zhì)。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論具體如下:（1）本文首先介紹了相似理論的主要內(nèi)容和發(fā)展過程,在此基礎(chǔ)上利用方程分析法對相似理論作了適當(dāng)?shù)耐茖?dǎo),最終得到適用于固體模型試驗的部分相似準(zhǔn)則。考慮到含水軟弱夾層地下洞室模型試驗中有水的參與,又研究了流固耦合模型試驗... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

標(biāo)準(zhǔn)試件軸向受力示意圖

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文21本文在深入研究總結(jié)現(xiàn)有模型試驗設(shè)備的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有模型試驗設(shè)備的不足之處進行了優(yōu)化和創(chuàng)新，成功研制出一種小型模型試驗設(shè)備（圖3-1）。此設(shè)備主要由模型架、液壓加載系統(tǒng)、無接觸測量系統(tǒng)和洞室開挖自動化系統(tǒng)構(gòu)成，下面就這四個部分進行詳細(xì)的介紹。圖3-1模型試驗設(shè)備設(shè)計效果圖Fig.3-1Thedesigndrawingofmodeltestequipment3.2.1SolidWorks軟件簡介本文主要使用SolidWorks軟件對小型模型試驗設(shè)備進行設(shè)計和三維建模。SolidWorks軟件是世界上第一個由Windows開發(fā)的三維CAD軟件，Solidworks有功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點，這使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks不僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用，成為三維設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用最廣的工具軟件。它的應(yīng)用范圍十分廣泛，涵蓋了航空、機械、建筑、水利等諸多領(lǐng)域，尤其在機械設(shè)計領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用，在某種程度上推動了機械設(shè)計的進一步發(fā)展。3.2試驗裝置的整體方案設(shè)計

含水軟弱夾層地下洞室長期穩(wěn)定性試驗設(shè)備和相似模擬材料研究223.2.2模型架設(shè)計1-角支架板2-主立柱3-底座4-底座支撐板5-主橫梁6-肋板7-壓板8-橫梁板圖3-2單模型試驗?zāi)Ｐ图蹻ig.3-2Themodelframeforsinglemodeltest圖3-2為單模型試驗?zāi)Ｐ图茉O(shè)計圖。由圖可知，單模型試驗?zāi)Ｐ图苤饕山侵Ъ馨�、主立柱、底座、底座支撐板、主橫梁、肋板、壓板、橫梁板等構(gòu)成。此模型架的設(shè)計以現(xiàn)有模型架為基礎(chǔ)，充分借鑒了現(xiàn)有模型架的優(yōu)點，針對其不足之處進行了創(chuàng)新設(shè)計，此模型架具有以下特點：（1）底座支撐板位于模型架最底部，是其他部件的基矗底座支撐板共有3塊，承載整個模型架的重力。選用的材料為18b型號槽鋼，長底座支撐板的尺寸為1500mm×180mm，短底座支撐板的尺寸為470mm×180mm，兩長一短的結(jié)構(gòu)既能保證配制模型的方便安全，又能防止模型架前后傾倒。每塊底座支撐板上都有4個螺紋孔，用于底座支撐板和底座的連接緊固，如圖3-3所示。圖3-3短、長底座支撐板Fig.3-3Theshortandlongbasesupportplate

【參考文獻】：
期刊論文
[1]軟弱夾層賦存特征對邊坡穩(wěn)定性的影響[J]. 趙汝輝,周游,王維,李燾.  煤礦安全. 2020(03)
[2]含薄層硬巖的軟弱夾層力學(xué)特性研究[J]. 徐慶強,高起林,吳繼敏,褚飛飛,范昊天.  地下空間與工程學(xué)報. 2019(S2)
[3]深厚軟土地層大跨深基坑三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗研究[J]. 李國元.  四川建材. 2019(07)
[4]三維復(fù)雜塊體系統(tǒng)邊坡深層加固條件下穩(wěn)定性及破壞機制模型試驗研究[J]. 吳關(guān)葉,鄭惠峰,徐建榮.  巖土力學(xué). 2019(06)
[5]復(fù)雜地層超大斷面隧道施工圍巖力學(xué)特征模型試驗[J]. 劉聰,李術(shù)才,周宗青,李利平,王康,侯福金,秦承帥,高成路.  巖土力學(xué). 2018(09)
[6]滲流作用下軟弱覆巖相似模擬實驗研究[J]. 陳卓立,夏洪春,胡濤,戰(zhàn)勝.  煤礦安全. 2018(03)
[7]用于模擬煤體爆破的相似材料實驗研究[J]. 張樹川,劉澤功,劉健,張文清,高魁.  安徽理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[8]含水軟弱夾層頂板煤巷梯次支護技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 謝志紅,施現(xiàn)院,李向陽.  煤炭工程. 2017(09)
[9]坡腳沖刷作用下近壩庫岸邊坡滑坡模型試驗研究[J]. 馮有亭,李卓,周濤.  水利水電技術(shù). 2016(12)
[10]深部巖體力學(xué)研究與探索[J]. 謝和平,高峰,鞠楊.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2015(11)

博士論文
[1]含傾斜軟弱夾層復(fù)合巖體強度及蠕變特性研究[D]. 李劍光.青島科技大學(xué) 2015
[2]物理模型試驗技術(shù)研究及其在巖土工程中的應(yīng)用[D]. 陳陸望.中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所） 2006

碩士論文
[1]青島地鐵隧道開挖引起地表沉降的控制研究[D]. 謝焦焦.青島理工大學(xué) 2018
[2]新型平面應(yīng)變高強井壁實驗加載裝置的研制[D]. 李新新.安徽理工大學(xué) 2017
[3]煤層底板突水流固耦合模擬試驗系統(tǒng)研制與應(yīng)用[D]. 周甲富.河南理工大學(xué) 2017
[4]一種新型物理相似模擬實驗架結(jié)構(gòu)設(shè)計[D]. 張羽強.西安科技大學(xué) 2008



本文編號：3308072