本文選題：膨脹土 + 隧道��； 參考：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：膨脹土具有特殊的工程力學(xué)特性,隧道穿越膨脹土圍巖與非膨脹土圍巖時(shí)襯砌的受力有明顯差異,故針對(duì)非膨脹土圍巖壓力計(jì)算方法并不適合膨脹土的隧道設(shè)計(jì),然而目前關(guān)于膨脹土隧道設(shè)計(jì)方法的研究十分有限。荷載結(jié)構(gòu)法是隧道工程中計(jì)算松動(dòng)圍巖壓力最常見的方法,確定荷載的準(zhǔn)確與否決定著隧道襯砌設(shè)計(jì)的合理性,因此本文將針對(duì)軟弱膨脹性圍巖隧道松動(dòng)圍巖壓力的確定方法進(jìn)行研究,主要研究工作包括:(1)基于數(shù)值仿真平臺(tái)FLAC3D,分別利用材料強(qiáng)度指標(biāo)的折減與熱脹性模擬膨脹土圍巖的遇水軟化與膨脹特性,研究隧道襯砌在相關(guān)過程中的受力規(guī)律。結(jié)果表明:圍巖的遇水軟化效應(yīng)和膨脹力的存在使得支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力形式有較大的改變,安全系數(shù)也有所下降。(2)論述了現(xiàn)有松動(dòng)圍巖壓力的求解方法。并利用數(shù)值模擬手段在太沙基理論基礎(chǔ)上提出了“極限平衡數(shù)值法”,該法可以綜合考慮圍巖的軟化與膨脹效應(yīng)對(duì)松動(dòng)圍巖壓力的影響。結(jié)果表明:在求解非膨脹性圍巖的松動(dòng)圍巖壓力時(shí),該法與太沙基法計(jì)算得到的結(jié)果較為吻合,從而驗(yàn)證了該法合理性。(3)采用數(shù)值模擬分析了圍巖在不同軟化條件與膨脹特性下松動(dòng)圍巖壓力的變化規(guī)律。結(jié)果表明:圍巖的遇水軟化與膨脹特性對(duì)松動(dòng)圍巖壓力影響十分顯著,最不利條件下,松動(dòng)圍巖壓力增加了48%,且以圍巖發(fā)生膨脹的早期影響為主。
[Abstract]:The expansive soil has special engineering mechanical properties and the lining force is obviously different when the tunnel passes through the expansive soil surrounding rock and the non-expansive soil surrounding rock, so the calculation method of the non-expansive soil surrounding rock pressure is not suitable for the tunnel design of the expansive soil. However, the research on the design method of expansive soil tunnel is very limited. The load-structure method is the most common method to calculate the pressure of loose surrounding rock in tunnel engineering. The accuracy of load determines the rationality of tunnel lining design. Therefore, in this paper, the determination method of loosening surrounding rock pressure of soft and expansive surrounding rock tunnel is studied. The main research work includes: (1) based on the numerical simulation platform FLAC3D, the characteristics of surrounding rock softening and expansion of expansive soil are simulated by the reduction of material strength index and thermal expansion, respectively, and the stress law of tunnel lining in the relevant process is studied. The results show that the stress form of supporting structure is changed greatly by the existence of water softening effect and expansion force of surrounding rock, and the safety factor is also decreased.) the existing methods to solve the pressure of loose surrounding rock are discussed. The "limit equilibrium numerical method" is put forward on the basis of Terzaghi's theory by means of numerical simulation. The effect of softening and expansion of surrounding rock on the pressure of loose surrounding rock can be considered comprehensively by this method. The results show that the results obtained by this method are in good agreement with those obtained by the Terzaghi method in solving the loose surrounding rock pressure of non-expansive surrounding rock. Therefore, the rationality of the method is verified. (3) numerical simulation is used to analyze the variation law of the pressure of loose surrounding rock under different softening conditions and expansion characteristics. The results show that the softening and swelling characteristics of surrounding rock have a significant effect on the pressure of loose surrounding rock. Under the most unfavorable conditions, the pressure of loose surrounding rock increases by 48%, and the influence of the early expansion of surrounding rock is the main factor.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U451.2

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