裂縫是隧道襯砌常見的病害之一,裂縫的出現(xiàn)將影響隧道工程的正常施工、運(yùn)營(yíng),降低襯砌結(jié)構(gòu)的安全性;軟弱夾層作為一種常見的不良地質(zhì)條件,對(duì)圍巖完整性、強(qiáng)度造成損害,進(jìn)而影響襯砌裂縫的穩(wěn)定性以及襯砌的承載能力。因此,基于工程背景,本文將“軟弱夾層”與“裂損襯砌”兩個(gè)問題結(jié)合,針對(duì)在含有穿越隧道拱頂?shù)恼卉浫鯅A層圍巖條件下,拱頂、拱腰裂損襯砌的穩(wěn)定性展開研究。通過模型試驗(yàn)、斷裂力學(xué)理論以及有限元數(shù)值計(jì)算等方法,得到了在不同傾角的穿越隧道拱頂正交軟弱夾層影響下,襯砌所受圍巖壓力、襯砌內(nèi)力分布、裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子、承載能力安全系數(shù)等數(shù)據(jù),進(jìn)而對(duì)裂損襯砌的變形、受力特性以及破壞機(jī)理展開研究。主要工作內(nèi)容如下:（1）通過地層—結(jié)構(gòu)模型,制作了隧道相似模型試驗(yàn)裝置,完成了均質(zhì)地層、含有穿越拱頂?shù)?0°正交軟弱夾層地層條件下,拱頂、拱腰裂損襯砌的漸進(jìn)加載試驗(yàn),研究了襯砌—圍巖徑向接觸壓力變化規(guī)律以及襯砌內(nèi)力分布規(guī)律,進(jìn)而分析了軟弱夾層對(duì)裂損襯砌受力的影響機(jī)理。（2）基于斷裂力學(xué)理論,通過有限元數(shù)值模擬計(jì)算了拱頂穿越10°至80°傾角正交軟弱夾層條件下拱頂裂縫和拱腰裂縫的應(yīng)力強(qiáng)度因子K_I、K...

【文章頁(yè)數(shù)】：115 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
主要符號(hào)
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 襯砌承載能力的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 襯砌裂縫的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 軟弱結(jié)構(gòu)面對(duì)隧道穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 存在的不足
    1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
        1.3.3 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
2 穿越軟弱夾層的裂損襯砌漸進(jìn)加載模型試驗(yàn)
    2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>    2.2 相似理論與相似關(guān)系
        2.2.1 相似模型試驗(yàn)基本理論
        2.2.2 相似模型試驗(yàn)三定理
        2.2.3 相似判據(jù)
    2.3 模型試驗(yàn)物理參數(shù)
        2.3.1 工程背景與物理參數(shù)
        2.3.2 材料物理參數(shù)
    2.4 試驗(yàn)裝置制作
        2.4.1 隧道模型箱
        2.4.2 襯砌模型制作
        2.4.3 監(jiān)測(cè)方法
    2.5 試驗(yàn)工況與試驗(yàn)步驟
        2.5.1 試驗(yàn)工況
        2.5.2 加載步驟
    2.6 試驗(yàn)結(jié)果分析
        2.6.1 徑向土壓力變化趨勢(shì)
        2.6.2 裂損襯砌內(nèi)力分析
        2.6.3 軟弱夾層對(duì)襯砌受力的影響機(jī)理
    2.7 小結(jié)
3 軟弱夾層對(duì)襯砌裂縫穩(wěn)定性影響研究
    3.1 引言
    3.2 襯砌裂縫穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法
        3.2.1 斷裂力學(xué)基本理論
        3.2.2 裂縫穩(wěn)定性系數(shù)
    3.3 襯砌裂縫穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方案
        3.3.1 有限元模擬方案
        3.3.2 有限元模擬參數(shù)及模型建立
    3.4 各因素對(duì)裂縫穩(wěn)定性影響的分析
        3.4.1 模擬結(jié)果及可行性分析
        3.4.2 軟弱夾層傾角對(duì)裂縫穩(wěn)定性影響
        3.4.3 裂縫深度對(duì)裂縫穩(wěn)定性影響
    3.5 小結(jié)
4 軟弱夾層對(duì)裂損襯砌承載能力影響研究
    4.1 引言
    4.2 裂損襯砌截面承載能力穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法
    4.3 裂損襯砌截面承載力安全系數(shù)計(jì)算
        4.3.1 裂損截面承載力安全系數(shù)
        4.3.2 襯砌承載力安全系數(shù)分布
    4.4 小結(jié)
5 軟弱夾層影響下襯砌受力特性及破壞機(jī)理分析
    5.1 引言
    5.2 襯砌各截面受力特性
        5.2.1 拱頂受力特性
        5.2.2 拱肩至拱腰受力特性
        5.2.3 拱腳受力特性
        5.2.4 仰拱和拱底受力特性
    5.3 圍巖—軟弱夾層—襯砌相互作用機(jī)理
        5.3.1 簡(jiǎn)化荷載—結(jié)構(gòu)模型
        5.3.2 裂損襯砌受力及破壞機(jī)理分析
    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(xiàn)
附錄
    A.作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果及得獎(jiǎng)情況
    B.作者攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
    C.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號(hào)：4024346