發(fā)布時(shí)間：2017-08-30 14:03

  本文關(guān)鍵詞：節(jié)理巖體中扁平大跨地下洞室圍巖破壞模式研究

  更多相關(guān)文章： 節(jié)理巖體 地下洞室 破壞模式 離散單元法 圍巖

【摘要】：隨著近年來(lái),高速公路隧洞、高速鐵路隧洞、城市地鐵等大量地下工程的興建,所遇到的工程地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜。由于節(jié)理巖體的復(fù)雜性,以往基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)應(yīng)用于分析地下工程的方法已經(jīng)難于滿足對(duì)節(jié)理巖體中地下工程問(wèn)題的分析和工程建設(shè)的要求。圍巖壓力計(jì)算是各類地下支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),而圍巖壓力的準(zhǔn)確計(jì)算又依賴于圍巖破壞模式的準(zhǔn)確確定,又由于巖體本身是經(jīng)過(guò)各種物理化學(xué)變化而形成的天然地質(zhì)體,力學(xué)特性較一般材料要復(fù)雜得多,對(duì)圍巖破壞模式的影響因素也眾多,又由于扁平大跨地下洞室穩(wěn)定性較差、變形破壞復(fù)雜,因此研究節(jié)理巖體中扁平大跨地下洞室圍巖的破壞模式也就顯得尤為重要。本論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目,針對(duì)含有三組貫通節(jié)理巖體中扁平大跨地下洞室圍巖破壞模式研究,采用離散單元數(shù)值模擬與理論分析相結(jié)合的研究方法,對(duì)Ⅱ級(jí)圍巖(硬巖)、Ⅲ級(jí)圍巖(較硬巖)中地下洞室開(kāi)挖后圍巖的破壞模式、圍巖的破壞過(guò)程、破壞模式的產(chǎn)生條件、破壞模式的影響因素、典型破壞模式的工程調(diào)控策略等進(jìn)行了分析。論文取得以下主要研究成果。(1)通過(guò)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研,歸納總結(jié)出國(guó)內(nèi)外關(guān)于破壞模式的相關(guān)研究成果,并提出目前研究中存在的問(wèn)題,對(duì)以往的研究結(jié)果進(jìn)行分析得出破壞模式影響因素眾多的結(jié)論,從而確定了主要研究?jī)?nèi)容和研究技術(shù)路線。(2)通過(guò)正交試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,采用離散單元法對(duì)含有三組貫通節(jié)理巖體中扁平大跨地下洞室開(kāi)挖進(jìn)行數(shù)值模擬,歸納總結(jié)出Ⅱ級(jí)圍巖條件下有拱頂?shù)魤K、楔形破壞、拱頂整體垮塌、拱項(xiàng)彎折內(nèi)鼓、拱頂直筒型破壞5種破壞模式,Ⅲ級(jí)圍巖條件下有拱頂?shù)魤K、拱頂?shù)魤K-邊墻擠出、拱頂?shù)魤K-底板隆起、拱頂直筒型(煙囪型)破壞、邊墻擠出、拱頂楔形破壞、拱頂整體垮塌、拱頂彎折-底板隆起、拱頂彎折內(nèi)鼓9種破壞模式。對(duì)Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖條件下各種破壞模式的破壞過(guò)程進(jìn)行分析,得出破壞過(guò)程可以劃分為裂隙出現(xiàn)階段、裂隙擴(kuò)展階段、裂隙持續(xù)擴(kuò)展階段、破壞完成階段。對(duì)Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖每一種破壞模式的產(chǎn)生條件進(jìn)行定性分析，，得出每一種破壞模式的主要控制影響因素。(3)通過(guò)單因素試驗(yàn),研究了節(jié)理間距、節(jié)理傾角、洞室跨度、埋深、側(cè)壓力系數(shù)對(duì)圍巖破壞模式的影響,得出節(jié)理間距、節(jié)理傾角、洞室跨度、埋深、側(cè)壓力系數(shù)對(duì)圍巖破壞模式、破壞區(qū)、節(jié)理剪切區(qū)、節(jié)理張開(kāi)區(qū)、塑性區(qū)均有一定的影響。(4)對(duì)本文歸納總結(jié)出的典型破壞模式,結(jié)合實(shí)際工程提出了圍巖破壞模式動(dòng)態(tài)識(shí)別的基本方法,并針對(duì)本文提出的典型破壞模式提出了相應(yīng)的工程調(diào)控策略。
【關(guān)鍵詞】：節(jié)理巖體 地下洞室 破壞模式 離散單元法 圍巖
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU457
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 1 緒論13-25
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 研究意義15-16
• 1.3 存在的問(wèn)題16-17
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-22
• 1.5 研究?jī)?nèi)容、研究方法與技術(shù)路線22-25
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容22-23
• 1.5.2 研究方法與技術(shù)路線23-25
• 2 數(shù)值試驗(yàn)方法25-35
• 2.1 概述25-26
• 2.2 離散單元法基本原理26-32
• 2.2.1 離散單元法的基本思想26-27
• 2.2.2 離散單元法的基本假定27-28
• 2.2.3 離散單元法的基本方程28-31
• 2.2.4 離散單元法的基本解法31-32
• 2.3 離散單元法在地下工程中的應(yīng)用32-33
• 2.4 通用離散單元法軟件及適用性33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 節(jié)理巖體中地下洞室圍巖破壞模式分類35-71
• 3.1 概述35
• 3.2 地下洞室開(kāi)挖數(shù)值模擬試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)35-40
• 3.2.1 基本假設(shè)35-36
• 3.2.2 采用的本構(gòu)模型36-38
• 3.2.3 交試驗(yàn)與正交設(shè)計(jì)38-40
• 3.3 Ⅱ級(jí)圍巖中地下洞室開(kāi)挖圍巖破壞模式分析40-51
• 3.3.1 計(jì)算模型40
• 3.3.2 模型物理力學(xué)參數(shù)及試驗(yàn)方案40-43
• 3.3.3 圍巖破壞模式分析43-46
• 3.3.4 圍巖破壞過(guò)程分析46-51
• 3.4 Ⅲ級(jí)圍巖中地下洞室開(kāi)挖圍巖破壞模式分析51-65
• 3.4.1 計(jì)算模型51
• 3.4.2 模型物理力學(xué)參數(shù)及試驗(yàn)方案51-54
• 3.4.3 圍巖破壞模式分析54-58
• 3.4.4 圍巖破壞過(guò)程分析58-65
• 3.5 圍巖破壞模式產(chǎn)生條件分析65-68
• 3.6 本章小結(jié)68-71
• 4 節(jié)理巖體中地下洞室圍巖破壞模式影響因素分析71-111
• 4.0 概述71-72
• 4.1 節(jié)理間距的影響72-80
• 4.1.1 數(shù)值模型及試驗(yàn)參數(shù)的選取72-73
• 4.1.2 數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果分析73-80
• 4.2 節(jié)理傾角的影響80-86
• 4.2.1 數(shù)值模型及試驗(yàn)參數(shù)選取80
• 4.2.2 數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果分析80-86
• 4.3 洞室跨度的影響86-92
• 4.3.1 數(shù)值模型及試驗(yàn)參數(shù)的選取86
• 4.3.2 數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果分析86-92
• 4.4 埋深的影響92-100
• 4.4.1 數(shù)值模型及試驗(yàn)參數(shù)的選取92
• 4.4.2 數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果分析92-100
• 4.5 側(cè)壓力系數(shù)的影響100-108
• 4.5.1 數(shù)值模型及試驗(yàn)參數(shù)的選取100
• 4.5.2 數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果分析100-108
• 4.6 本章小結(jié)108-111
• 5 節(jié)理巖體中地下洞室圍巖破壞模式的調(diào)控策略111-121
• 5.1 概述111
• 5.2 圍巖破壞模式動(dòng)態(tài)識(shí)別111-113
• 5.3 典型破壞模式的調(diào)控策略113-119
• 5.4 本章小結(jié)119-121
• 6 結(jié)論與展望121-125
• 6.1 主要研究結(jié)論121-123
• 6.2 展望123-125
• 參考文獻(xiàn)125-131
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果131-135
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集135

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：759704