本文關(guān)鍵詞：基于強度折減法公路小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性研究

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【摘要】：隧道圍巖穩(wěn)定性分析是地下工程領(lǐng)域研究的熱點問題之一。由于小凈距隧道的中間巖柱體厚度較小,其穩(wěn)定性較普通單洞隧道復(fù)雜得多,因此,其穩(wěn)定性應(yīng)受到更加關(guān)注。傳統(tǒng)有限元強度折減法在求解隧道圍巖穩(wěn)定性過程當(dāng)中,其強度參數(shù)大多采用相同的折減系數(shù)。然而圍巖發(fā)生剪切失穩(wěn)時,其黏聚力和摩阻力對抵抗剪切破壞所起到的作用在時間上是有先后的,且所起的作用也是不一致的。同時也僅考慮了強度參數(shù)對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響,沒有考慮在強度參數(shù)弱化的同時,其剛度參數(shù)也會受到強度參數(shù)弱化的影響。本文采用雙折減系數(shù)對小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性進行探討,同時考慮剛度參數(shù)退化其圍巖穩(wěn)定性的影響,主要工作內(nèi)容如下:⑴查閱國內(nèi)外有關(guān)隧道及地下工程圍巖穩(wěn)定性文獻資料,對其研究現(xiàn)狀進行歸納總結(jié);對隧道圍巖穩(wěn)定性的有關(guān)方法失穩(wěn)破壞類型、失穩(wěn)破壞的影響因素、失穩(wěn)破壞過程特性以及失穩(wěn)破壞的判據(jù)進行了詳細的介紹。⑵介紹了巖土工程材料的屈服準則的選用對分析求解的影響,對廣泛用于巖土工程材料的Mohr-Coulomb(M-C)屈服準則和Drucker-Prager(D-P)系列屈服準則進行了著重論述。⑶運用雙折減系數(shù)基本原理對抗剪強度參數(shù)c和?采用不同的弱化系數(shù),分析其對小凈距隧道圍巖穩(wěn)定的影響,結(jié)果表明:采用內(nèi)摩擦角?比黏聚力c弱化得更快這種弱化方法,其隧道拱頂在承受沉降位移能力上更強,且其洞室可以承受更大的內(nèi)側(cè)拱腳位移及更高最大主應(yīng)力,在圍巖發(fā)生剪切失穩(wěn)這一破壞過程中,其抗剪能力得到更合理的調(diào)整,其更符合圍巖破壞的實際過程。⑷運用剛度退化的基本原理和方法,將泊松比?和彈性模量E進行調(diào)整,提出變剛度隧道圍巖強度折減法,探討了剛度退化對小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:?對隧道拱頂下沉、拱底沉降、最大主應(yīng)力的影響要強于E;隧道內(nèi)側(cè)拱腳向內(nèi)位移比外側(cè)拱腳的要大,且在剛度調(diào)整時拱腳位移要比保持剛度不變時大;剛度調(diào)整導(dǎo)致等效塑性應(yīng)變區(qū)減小,考慮剛度退化將推遲中夾巖柱塑性區(qū)貫通;將變剛度隧道圍巖強度折減法應(yīng)用于小凈距隧道工程圍巖穩(wěn)定性評價,可依據(jù)安全系數(shù)的大小來評判設(shè)計的合理性,為支護參數(shù)及施工技術(shù)的選用提供參考。
【關(guān)鍵詞】：小凈距隧道 圍巖穩(wěn)定性 強度折減法 雙折減方法 剛度退化
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U451.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 選題依據(jù)及課題研究意義9-12
• 1.1.1 選題依據(jù)9-10
• 1.1.2 課題研究價值和意義10-12
• 1.2 地下工程穩(wěn)定性分析的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 圍巖壓力理論發(fā)展與現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 巖土工程穩(wěn)定性分析方法13-17
• 1.3 主要研究內(nèi)容及方法17-18
• 1.4 研究目標(biāo)18
• 1.5 可行性分析18-19
• 1.6 技術(shù)路線19-20
• 第二章 隧道圍巖失穩(wěn)機理分析20-29
• 2.1 隧道圍巖失穩(wěn)類型及特征分析20-22
• 2.2 影響圍巖穩(wěn)定性的因素22-26
• 2.2.1 自然因素22-24
• 2.2.2 人為因素24-26
• 2.3 圍巖失穩(wěn)判據(jù)研究26-28
• 2.3.1 圍巖強度判據(jù)26-27
• 2.3.2 圍巖變形量或變形率判據(jù)27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 有限元強度折減法基本理論29-38
• 3.1 引言29
• 3.2 強度折減數(shù)值分析方法29-36
• 3.2.1 安全系數(shù)的定義29-31
• 3.2.2 巖土材料本構(gòu)關(guān)系31-33
• 3.2.3 屈服準則的影響與選用33-36
• 3.3 不同D-P準則之間的安全系數(shù)轉(zhuǎn)換36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 不同強度折減系數(shù)對小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性影響38-59
• 4.1 引言38
• 4.2 雙折減系數(shù)基本原理38-40
• 4.2.1 雙折減系數(shù)理論依據(jù)38-39
• 4.2.2 雙折減系數(shù)實現(xiàn)方法39-40
• 4.3 算例分析40-57
• 4.3.1 計算模型的建立40-41
• 4.3.2 計算結(jié)果分析41-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 剛度退化下小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性分析59-70
• 5.1 引言59
• 5.2 剛度退化基本原理和方法59-62
• 5.2.1 M-C準則推導(dǎo)的泊松比的折減方法59-61
• 5.2.2 剛度參數(shù)E和? 同時進行調(diào)整61
• 5.2.3 只調(diào)整?61-62
• 5.2.4 只調(diào)整E62
• 5.3 算例分析62-68
• 5.3.1 計算模型的建立62-63
• 5.3.2 計算結(jié)果分析63-68
• 5.4 本章小結(jié)68-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-73
• 6.1 主要結(jié)論70-71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-78
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果78-79

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本文編號：644785