巖爆是高地應力地區(qū)地下硐室開挖突發(fā)、強烈的動力破壞現(xiàn)象,由已有眾多工程巖爆實例可知其將對工程進度、質(zhì)量及安全施工有諸多不良影響。本文以蘭州至�？趪腋咚俟吠╄魉淼罏轫椖勘尘�,開展了實地調(diào)查、室內(nèi)力學試驗和基于顆粒流程序硐壁圍巖的加載、卸載巖爆和硐室開挖的數(shù)值模擬等工作,研究了硐室圍巖破壞機理和巖爆表現(xiàn)形式,分析了不同硐形開挖的破壞特征,為高地應力地區(qū)硐室開挖提供了理論和技術(shù)支持。主要研究成果如下:(1)在總結(jié)分析學術(shù)界對巖爆定義、分類和分級等研究成果基礎上,提出了巖爆基本特征和表現(xiàn)形式,并探討了各影響因素對巖爆的貢獻程度;認為各類巖爆理論都是從某一角度描述巖爆某方面的特征,需要將各理論有機結(jié)合起來,才能全面地解釋巖爆現(xiàn)象。(2)通過巖石室內(nèi)力學試驗獲得了桐梓隧道灰?guī)r的單軸抗壓強度、變形模量、泊松比以及單軸抗拉強度力學性質(zhì)參數(shù);并采用正交設計數(shù)值試驗研究了平直節(jié)理模型細觀參數(shù)和宏觀參數(shù)之間的影響關(guān)系,為細觀參數(shù)快速標定提供了依據(jù),獲得了該隧道中灰?guī)r的細觀參數(shù)標定值。(3)根據(jù)隧道開挖過程中的圍巖受力狀態(tài),可分為瞬時卸載和應力集中兩個階段;據(jù)此將巖爆也分為加載巖爆(瞬時卸載階段后應力集中...

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖爆機理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 巖爆室內(nèi)模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.3 巖爆預測預報研究現(xiàn)狀
        1.2.4 巖爆數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 研究不足
    1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
2 巖爆發(fā)生特征及表現(xiàn)形式
    2.1 巖爆定義及分類
    2.2 巖爆分級及其特征
    2.3 巖爆機理
    2.4 巖爆發(fā)生特征及表現(xiàn)形式
    2.5 巖爆影響因素
    2.6 小結(jié)
3 巖石力學性質(zhì)研究及細觀參數(shù)標定
    3.1 巖石物理學性質(zhì)研究
        3.1.1 巖石壓縮性質(zhì)研究
        3.1.2 巖石拉伸強度研究
    3.2 PFC接觸本構(gòu)模型的對比選擇
        3.2.1 接觸粘結(jié)模型
        3.2.2 平行粘結(jié)模型
        2.3.3 平直節(jié)理模型
    3.3 參數(shù)標定數(shù)值試驗
        3.3.1 單軸壓縮數(shù)值試驗
        3.3.2 直接拉伸數(shù)值試驗
    3.4 宏觀細觀參數(shù)關(guān)系研究
        3.4.1 正交試驗設計
        3.4.2 宏觀細觀參數(shù)關(guān)系分析
    3.5 細觀參數(shù)標定
    3.6 小結(jié)
4 側(cè)壁巖體加卸載巖爆重演與破壞機理研究
    4.1 模型的建立與狀態(tài)監(jiān)測
        4.1.1 應力伺服機制
        4.1.2 能量定義及計算
        4.1.3 模型的建立
        4.1.4 模型狀態(tài)監(jiān)測
    4.2 加載巖爆機理模擬試驗研究
        4.2.1 方案設計
        4.2.2 結(jié)果分析
    4.3 卸載巖爆機理模擬研究
        4.3.1 方案設計
        4.3.2 結(jié)果分析
    4.4 小結(jié)
5 隧道硐室?guī)r爆重演與破壞機理研究
    5.1 桐梓隧道概況
    5.2 模型的建立與試驗方案
        5.2.1 模型建立
        5.2.2 試驗方案
    5.3 硐室?guī)r爆模擬結(jié)果及分析
        5.3.1 不同硐形挖圍巖破壞分析
        5.3.2 不同硐形圍巖應力分布情況
        5.3.3 不同主應力方向圍巖破壞分析
    5.4 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3824041