【摘要】：千枚巖巖性差,強度低,變形大,具有明顯的軟弱、松散、破碎等地質問題,屬于軟巖,軟巖在工程力擾動下能夠產(chǎn)生明顯的塑性與蠕變特性。深部軟巖工程的蠕變性不僅與巖石本身有關,而且與環(huán)境有關。對于很多軟巖工程,尤其是對深埋于地下的隧道或巷道,都處于復雜環(huán)境中,即多種環(huán)境場相互耦合,相互影響,其中包括應力場、滲流場、化學場、溫度場等。復雜環(huán)境下的巖石蠕變特性會對工程的穩(wěn)定性造成很大的影響,會是后期工程運營的安全隱患。在實際工程中,通常是根據(jù)巖石的力學參數(shù)來分析隧道圍巖的穩(wěn)定性,但巖石是一種非均質、非線性、不連續(xù)的材料,如何能夠簡單、快速、準確地得到圍巖參數(shù),對實際工程具有重要的指導意義。以“蘭州至�？趪腋咚俟贰蔽荚粗廖涠冀ㄔO項目WWSY2標段沙灣隧道為實際工程背景,根據(jù)相似準則研制千枚巖相似材料,并采用模型試驗裝置進行模型試驗,根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),結合位移反分析方法,對圍巖的應力-滲流耦合蠕變多參數(shù)進行反演,并用反演所得參數(shù)進行ABAQUS有限元分析。主要內(nèi)容包括:(1)基于Burgers本構模型,編制相應的的UMAT子程序,同時利用ABAQUS有限元軟件,通過單軸蠕變試驗驗證Burgers子程序的正確性。(2)建立PSO-BP與IA-BP反分析方法,通過MATLAB軟件編制PSO-BP算法與IA-BP算法程序,建立正交表并將其作為學習樣本,分別通過PSO-BP算法與IA-BP算法計算,對比兩個算法的計算值與實驗值。通過對比可知IA-BP算法的預測效果較好。(3)基于IA-BP算法,根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進行反分析得到圍巖的力學參數(shù),運用ABAQUS有限元軟件,建立三維有限元模型,采用分部臺階開挖法,進行隧道圍巖穩(wěn)定性分析。(4)依據(jù)相似三定理,推導流-固耦合相似準則,并在此基礎上推導蠕變階段的相似準則,研制一種滲流-應力耦合作用下的千枚巖蠕變相似材料。(5)以“蘭州至�？趪腋咚俟贰蔽荚粗廖涠冀ㄔO項目WWSY2標段沙灣隧道為實際工程背景,制作沙灣隧道物理試驗模型,采用千枚巖相似材料,進行模型試驗。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U456

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本文編號：2606099