發(fā)布時間：2023-08-26 02:17

　　本文以鄂西北地區(qū)多條武當群片巖隧道為主要研究對象,以絹云母石英片巖為代表性巖性,采用現(xiàn)場調(diào)查及室內(nèi)外試驗等方法分析了研究區(qū)工程地質(zhì)特征及隧道圍巖常規(guī)物理力學特征,確定了研究區(qū)工程地質(zhì)條件、圍巖各項物理力學指標及參數(shù);采用三軸蠕變試驗分析了武當群片巖蠕變性質(zhì)及規(guī)律,確定了武當群片巖蠕變本構(gòu)關系及蠕變參數(shù),并通過微觀試驗對片巖蠕變機理進行了剖析;以理論計算及數(shù)值模擬為基礎,研究了武當群片巖蠕變特性對隧道襯砌裂損的影響;最后結(jié)合現(xiàn)場實例對武當群片巖隧道襯砌裂損提出了處治技術(shù)方案。本文得到的詳細研究成果如下:1.對鄂西北武當群地層進行了地質(zhì)調(diào)查,獲取了研究區(qū)工程地質(zhì)條件、地層巖性、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造以及水文地質(zhì)條件,并掌握了武當推覆構(gòu)造運動特征;通過水壓致裂法對研究區(qū)地應力條件進行了代表性測試分析,獲取了該地區(qū)地應力參數(shù),并得出該地區(qū)地應力場以水平應力為主導,且屬于高地應力區(qū);對三種片理面傾角(0°、45°、90°)的武當群片巖進行了單軸和三軸壓縮試驗,獲取了片巖力學參數(shù),試驗得出不同片理面傾角的片巖力學參數(shù)各不相同,證明了武當群片巖具有明顯的各向異性;對武當群片巖進行了天然狀態(tài)和飽和狀態(tài)下結(jié)...

【文章頁數(shù)】：186 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
作者簡介
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題來源、目的和意義
        1.1.1 選題來源
        1.1.2 選題目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖石蠕變試驗研究進展
        1.2.2 巖石蠕變本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.3 隧道襯砌裂損研究現(xiàn)狀
        1.2.4 隧道襯砌病害防治研究現(xiàn)狀
        1.2.5 研究中存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容、技術(shù)路線及創(chuàng)新點
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
        1.3.3 論文的創(chuàng)新點
第二章 武當群地層地質(zhì)特征及襯砌裂損現(xiàn)狀研究
    2.1 概述
    2.2 武當群地層地質(zhì)特征研究
        2.2.1 地質(zhì)構(gòu)造
        2.2.2 地層巖性
        2.2.3 地形地貌
        2.2.4 水文地質(zhì)
    2.3 研究區(qū)運營隧道襯砌裂損現(xiàn)狀調(diào)查
        2.3.1 隧道襯砌裂損分類
        2.3.2 隧道襯砌裂損調(diào)查內(nèi)容與方法
        2.3.3 研究區(qū)隧道襯砌裂損現(xiàn)狀調(diào)查研究
        2.3.4 武當群地層地質(zhì)特征對襯砌裂損的影響分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 武當群地層地應力分析及巖體物理力學特性研究
    3.1 概述
    3.2 武當群地層地應力測試研究
        3.2.1 水壓致裂法地應力測試原理及方法
        3.2.2 鉆孔圍巖應力狀態(tài)
        3.2.3 水壓致裂法地應力測試計算方法
        3.2.4 測試結(jié)果
        3.2.5 地應力場特征分析
    3.3 武當群地層巖石物理特性研究
        3.3.1 礦物成分分析
        3.3.2 吸水性及密度分析
        3.3.3 軟化性分析
        3.3.4 崩解性分析
    3.4 武當群片巖常規(guī)力學特性研究
        3.4.1 武當群片巖力學性質(zhì)分析
        3.4.2 武當群片巖結(jié)構(gòu)面力學性質(zhì)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 武當群片巖蠕變特性試驗研究
    4.1 概述
    4.2 三軸蠕變試驗簡介
        4.2.1 巖性特征簡介
        4.2.2 試樣備制
        4.2.3 蠕變試驗裝置與方案
    4.3 片巖蠕變試驗結(jié)果與分析
        4.3.1 蠕變試驗結(jié)果
        4.3.2 片巖蠕變規(guī)律分析
        4.3.3 片巖各向異性蠕變特性分析
    4.4 武當群片巖蠕變微觀機理分析
        4.4.1 試驗方案設計及試驗設備
        4.4.2 片巖偏光顯微鏡試驗分析
        4.4.3 片巖電子顯微鏡試驗分析
        4.4.4 片巖蠕變微觀機理解釋
    4.5 武當群片巖非線性蠕變本構(gòu)模型與參數(shù)識別
        4.5.1 巖石流變基本力學模型
        4.5.2 武當群片巖線性粘彈性蠕變模型及參數(shù)識別
        4.5.3 武當群片巖非線性粘彈塑性蠕變模型及參數(shù)識別
    4.6 本章小結(jié)
第五章 蠕變作用下隧道圍巖-襯砌相互作用關系研究
    5.1 概述
    5.2 軟弱圍巖隧道支護與圍巖作用關系
        5.2.1 隧道結(jié)構(gòu)體系
        5.2.2 軟弱圍巖隧道支護與圍巖作用原理
    5.3 圓形隧道結(jié)構(gòu)的粘彈性解
        5.3.1 圓形隧道結(jié)構(gòu)的彈性解
        5.3.2 圓形隧道結(jié)構(gòu)的粘彈性解
    5.4 圍巖蠕變作用下隧道結(jié)構(gòu)安全評價及圍巖破壞形式分析
        5.4.1 襯砌結(jié)構(gòu)安全性評價
        5.4.2 圍巖蠕變作用下隧道圍巖破壞形式
    5.5 本章小結(jié)
第六章 片巖隧道圍巖蠕變對襯砌裂損影響研究
    6.1 概述
    6.2 模擬方案研究
        6.2.1 計算軟件分析
        6.2.2 蠕變本構(gòu)模型的選擇
        6.2.3 基本假設條件
        6.2.4 計算參數(shù)的取值
        6.2.5 設置計算步
    6.3 隧道圍巖蠕變作用下無初始裂縫襯砌力學特性分析
        6.3.1 襯砌結(jié)構(gòu)位移分析
        6.3.2 襯砌結(jié)構(gòu)受力分析
        6.3.3 襯砌結(jié)構(gòu)安全系數(shù)分析
    6.4 襯砌不同部位含初始裂縫時的力學特性分析
        6.4.1 裂縫模型的建立
        6.4.2 拱頂含初始裂縫時襯砌受力分析
        6.4.3 拱腰含初始裂縫時襯砌受力分析
        6.4.4 邊墻含初始裂縫時襯砌受力分析
        6.4.5 圍巖蠕變作用下襯砌不同部位初始裂縫對襯砌力學變化影響分析
    6.5 含不同深度初始裂縫的襯砌力學特性分析
        6.5.1 裂縫模型的建立
        6.5.2 裂縫深度為0.25H時襯砌受力分析
        6.5.3 裂縫深度為0.75H時襯砌受力分析
        6.5.4 圍巖蠕變作用下襯砌不同深度初始裂縫對襯砌力學變化影響分析
    6.6 武當群片巖隧道襯砌裂損原因分析
        6.6.1 區(qū)域工程地質(zhì)條件
        6.6.2 地應力特征
        6.6.3 巖性特征
        6.6.4 水文地質(zhì)條件
        6.6.5 施工因素
        6.6.6 設計因素
    6.7 本章小結(jié)
第七章 武當群片巖隧道運營期襯砌裂損處治技術(shù)研究
    7.1 概述
    7.2 襯砌裂損處治技術(shù)
        7.2.1 襯砌裂損處治原則及程序
        7.2.2 隧道襯砌裂損治理措施
    7.3 工程實例
        7.3.1 工程簡介
        7.3.2 襯砌裂損監(jiān)測方案
        7.3.3 襯砌裂損監(jiān)測分析
        7.3.4 處治方案
    7.4 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
致謝
參考文獻



本文編號：3843760