紅砂巖在蘭州地區(qū)分布比較廣泛,是蘭州地鐵工程中遇到具有特殊工程性質(zhì)的巖層,其因成分復(fù)雜且結(jié)構(gòu)特殊而普遍具有遇水軟化崩解特性,給蘭州地區(qū)地鐵和高層建筑深大基坑帶來較多支護(hù)和排水問題。蘭州地鐵1號(hào)線至4號(hào)線均下穿經(jīng)過紅砂巖地層,且地下水位較高,研究紅砂巖的崩解特性及崩解機(jī)理對(duì)基坑支護(hù)工程具有十分重要的意義。本文以蘭州地鐵2號(hào)線和3號(hào)線地鐵基坑弱透水性紅砂巖為研究對(duì)象,通過室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、理論推導(dǎo)及數(shù)值模擬的方法對(duì)蘭州地鐵深基坑紅砂巖的崩解特性和崩解機(jī)理等方面進(jìn)行研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果有以下幾點(diǎn):(1)由浸水崩解試驗(yàn)將蘭州地鐵深基坑紅砂巖初步分為三類進(jìn)行研究,A類崩解速度較快,工程特性較差,引發(fā)的工程問題比較嚴(yán)重,B類紅砂巖崩解速度次之,工程特性一般,引發(fā)的工程問題較小,C類紅砂巖幾乎不崩解,工程特性良好。通過常規(guī)土工試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)獲得三類紅砂巖的干密度、孔隙率、滲透系數(shù)、剪切強(qiáng)度等物理指標(biāo),對(duì)紅砂巖進(jìn)行進(jìn)一步分類特性研究。(2)通過自制紅砂巖崩解速率測(cè)定裝置和自行設(shè)計(jì)紅砂巖崩解速率測(cè)定試驗(yàn),對(duì)六個(gè)車站基坑20個(gè)不同物理指標(biāo)紅砂巖試樣進(jìn)行崩解速率測(cè)定試驗(yàn),對(duì)相同車站不同物理指標(biāo)和不同車...

【文章頁(yè)數(shù)】：107 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 紅砂巖物理力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 紅砂巖崩解特性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基于顆粒流理論的巖土數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.4 當(dāng)前研究存在的不足
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 研究的主要內(nèi)容
        1.3.2 研究的主要技術(shù)路線
第2章 蘭州地鐵深基坑紅砂巖分車站物理力學(xué)特性試驗(yàn)
    2.1 地質(zhì)背景研究
        2.1.1 水文地質(zhì)條件
        2.1.2 地層巖性
        2.1.3 地質(zhì)構(gòu)造
        2.1.4 紅砂巖地質(zhì)分布
    2.2 紅砂巖初步分類
        2.2.1 分類原則
        2.2.2 浸水崩解試驗(yàn)
        2.2.3 基于崩解速度紅砂巖初步分類
    2.3 常規(guī)土工試驗(yàn)
        2.3.1 直剪試驗(yàn)
        2.3.2 滲透試驗(yàn)
        2.3.3 含水率和干密度試驗(yàn)
        2.3.4 粒徑篩分試驗(yàn)
    2.4 現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)
        2.4.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>        2.4.2 試驗(yàn)方案
        2.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 紅砂巖崩解速率測(cè)定試驗(yàn)
    3.1 試驗(yàn)概況
        3.1.1 土樣特征和礦物組成
        3.1.2 紅砂巖常規(guī)物理指標(biāo)
    3.2 試驗(yàn)方案及過程
        3.2.1 試驗(yàn)過程
        3.2.2 試驗(yàn)指標(biāo)計(jì)算
    3.3 試驗(yàn)結(jié)果及崩解速率影響因素分析
        3.3.1 干密度、滲透系數(shù)、粘土礦物與崩解速率關(guān)系
        3.3.2 分維數(shù)與崩解速率關(guān)系
        3.3.3 含水率與崩解速率關(guān)系
        3.3.4 耐崩解性指數(shù)
        3.3.5 c、φ值影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 紅砂巖崩解機(jī)理分析
    4.1 電鏡掃描試驗(yàn)
        4.1.1 試驗(yàn)原理、設(shè)備及巖樣制備
        4.1.2 試驗(yàn)過程
        4.1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
    4.2 礦物成分及微觀結(jié)構(gòu)特征分析
        4.2.1 巖礦分析
        4.2.2 核磁共振分析
    4.3 紅砂巖崩解機(jī)理
        4.3.1 宏觀崩解機(jī)理
        4.3.2 細(xì)觀崩解機(jī)理
        4.3.3 崩解模型
    4.4 本章小結(jié)
第5章 紅砂巖崩解過程模擬分析
    5.1 模型選擇
        5.1.1 PFC基本計(jì)算原理
        5.1.2 線性抗轉(zhuǎn)動(dòng)接觸模型
    5.2 模型建立及伺服控制
        5.2.1 模型建立
        5.2.2 伺服控制
        5.2.3 伺服控制過程與結(jié)果
    5.3 崩解過程模擬
        5.3.1 A類紅砂巖崩解過程模擬
        5.3.2 B類紅砂巖崩解過程模擬
        5.3.3 C類紅砂巖崩解過程模擬
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
附錄B 攻讀學(xué)位期間所參與的項(xiàng)目基金及項(xiàng)目



本文編號(hào)：3738809