軟弱夾層是隧道圍巖的薄弱部位,制約著圍巖的變形、發(fā)展、屈服破壞,對圍巖穩(wěn)定性的影響很大。軟弱夾層的物理力學(xué)特征、分布、厚度、組合很大程度上控制著隧道圍巖變形、發(fā)展以及破壞的過程。隧道在開挖后,產(chǎn)生較大變形、破壞甚至塌方都往往出現(xiàn)在軟弱夾層及其附近的部位,在隧道設(shè)計、施工的過程中都必須重點防護(hù)。因此需要對含軟弱夾層的隧道圍巖進(jìn)行系統(tǒng)全面的研究。本文在前人的研究基礎(chǔ)上,從圍巖穩(wěn)定性判定和評估、含軟弱夾層隧道圍巖計算模型簡化、軟弱夾層對隧道圍巖的影響程度、支護(hù)效應(yīng)這幾個方面都做了研究和探討。主要的工作和結(jié)論如下:（1）選定Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則作為判定圍巖失穩(wěn)的屈服準(zhǔn)則,根據(jù)FLAC3D內(nèi)置的Mohr-Coulomb模型加入抗拉強(qiáng)度進(jìn)行拓展,在此基礎(chǔ)上劃分受剪破壞區(qū)和受拉破壞區(qū),定義了評估圍巖危險程度的屈服接近系數(shù)ξ,將ξ大于0.98的區(qū)域與圍巖塑性區(qū)進(jìn)行對比,驗證了該指標(biāo)的可靠性。該指標(biāo)能夠較好的評估未屈服巖體的危險程度,從一定程度上也反映了圍巖穩(wěn)定性的大小。（2）將軟弱夾層與周邊圍巖組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)簡化為組合梁結(jié)構(gòu)模型,利用相關(guān)理論推導(dǎo)出計算軟弱夾層邊界應(yīng)力的方程組,并通過實例利... 

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 含軟弱夾層隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 含軟弱夾層隧道圍巖支護(hù)效應(yīng)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第2章 屈服準(zhǔn)則和危險程度評估指標(biāo)
    2.1 Mohr-Coulomb準(zhǔn)則
    2.2 FLAC3D中的Mohr-Coulomb模型
    2.3 危險程度評估指標(biāo)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 含軟弱夾層隧道圍巖計算理論
    3.1 軟弱夾層介紹
        3.1.1 軟弱夾層的分類
        3.1.2 軟弱夾層的自然特征
    3.2 FLAC3D介紹
        3.2.1 FLAC3D的特點
        3.2.2 FLAC3D的計算原理
    3.3 接觸單元
    3.4 含軟弱夾層隧道圍巖計算簡化模型
    3.5 數(shù)值模擬驗證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 軟弱夾層對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響
    4.1 數(shù)值模擬試驗方案
    4.2 軟弱夾層傾角變化
        4.2.1 位移計算結(jié)果分析
        4.2.2 應(yīng)力計算結(jié)果分析
        4.2.3 屈服接近系數(shù)ξ和塑性區(qū)計算結(jié)果分析
    4.3 軟弱夾層位置變化
        4.3.1 位移計算結(jié)果分析
        4.3.2 應(yīng)力計算結(jié)果分析
        4.3.3 屈服接近系數(shù)ξ和塑性區(qū)計算結(jié)果分析
    4.4 軟弱夾層厚度變化
        4.4.1 位移計算結(jié)果分析
        4.4.2 應(yīng)力計算結(jié)果分析
        4.4.3 屈服接近系數(shù)ξ和塑性區(qū)計算結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 含軟弱夾層隧道圍巖支護(hù)效應(yīng)分析
    5.1 數(shù)值模擬方案
    5.2 圍巖計算結(jié)果分析
        5.2.1 圍巖位移計算結(jié)果分析
        5.2.2 圍巖Mises應(yīng)力計算結(jié)果分析
        5.2.3 圍巖屈服接近系數(shù)ξ計算結(jié)果分析
    5.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)計算結(jié)果分析
        5.3.1 噴層計算結(jié)果分析
        5.3.2 錨桿計算結(jié)果分析
        5.3.3 鋼支撐計算結(jié)果分析
    5.4 與施工實測位移數(shù)據(jù)對比
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 不足之處和對未來的展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間獲得與學(xué)位論文相關(guān)的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]“十二五”期間鐵路隧道工程安全事故分析[J]. 李強(qiáng).  鐵道建筑. 2017(05)
[2]多軟弱夾層的巷道頂板穩(wěn)定特性及支護(hù)設(shè)計[J]. 王輝,楊雙鎖.  煤礦安全. 2017(04)
[3]我國隧道及地下工程近兩年的發(fā)展與展望[J]. 洪開榮.  隧道建設(shè). 2017(02)
[4]基于隧道斷面面積變化的圍巖穩(wěn)定性判別[J]. 劉小俊,蔣雅君,陶雙江,劉會鋼,李鵬.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計. 2017(03)
[5]基于有限區(qū)間聯(lián)系云的圍巖穩(wěn)定性評價模型[J]. 汪明武,朱其坤,趙奎元,蔣輝,金菊良.  巖土力學(xué). 2016(S1)
[6]結(jié)構(gòu)面對洞室穩(wěn)定性的影響[J]. 李建強(qiáng),張寧,李承中.  水利水電工程設(shè)計. 2016(02)
[7]含軟弱夾層隧道圍巖松動破壞模型試驗與分析[J]. 黃鋒,朱合華,徐前衛(wèi).  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(S1)
[8]動力擾動下含軟弱夾層巷道圍巖穩(wěn)定性數(shù)值分析[J]. 唐禮忠,高龍華,王春,蔣鋒.  采礦與安全工程學(xué)報. 2016(01)
[9]大跨度含夾層軟巖巷道支護(hù)技術(shù)研究[J]. 李冬偉,李亞楠,趙敏,張旭慶,潘凡.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(08)
[10]摩爾庫倫和修正摩爾庫倫本構(gòu)有限元模擬結(jié)果對比分析[J]. 張瑞金,胡奇凡.  中國房地產(chǎn)業(yè). 2015(08)

碩士論文
[1]軟弱夾層對地下洞室穩(wěn)定性影響的數(shù)值試驗研究[D]. 張志強(qiáng).西安理工大學(xué) 2003



本文編號：3663781