發(fā)布時間：2017-06-09 12:14

  本文關(guān)鍵詞：太岳山隧道紫紅色泥巖工程地質(zhì)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：太岳山隧道紫紅色泥巖是該隧道穿過的主要巖層,與隧道工程聯(lián)系緊密。該泥巖有著較為特殊的工程地質(zhì)特性,為隧道的勘察和施工帶來了諸多問題。因此,研究該紫紅色泥巖的工程地質(zhì)特性具有重要意義。本文對太岳山隧道的基本概況進行了簡要介紹,并通過室內(nèi)崩解試驗和三軸壓縮試驗得到了一些基本規(guī)律和力學(xué)參數(shù),之后使用數(shù)值模擬軟件對隧道開挖前后位移和應(yīng)力的變化情況進行對比分析。通過一系列崩解試驗,考慮崩解作用時間、試樣體積大小和干濕循環(huán)次數(shù)三個因素對試驗結(jié)果的影響,得出紫紅色泥巖崩解試驗基本結(jié)論:(1)隨崩解作用時間的增加,崩解量總體呈逐漸增大的趨勢,但是風(fēng)化程度依然是主導(dǎo)因素;(2)完整試塊的體積大小對崩解作用有一定的影響,且崩解率隨試樣體積的增加逐漸減小;(3)干濕循環(huán)作用對試樣的崩解過程影響顯著,崩解量隨著試樣干濕循環(huán)次數(shù)的增加而增大。利用RMT-301多功能電液伺服剛性試驗機和GCTS ULT-100超聲波測試系統(tǒng)對太岳山隧道紫紅色泥巖進行三軸壓縮試驗,并分析了三軸壓縮過程中應(yīng)力-應(yīng)變曲線特性。試驗過程中采集聲波數(shù)據(jù)進行聲波特性分析,試驗完成后對破裂形式進行分析,得到以下基本結(jié)論:(1)紫紅色泥巖隨圍壓的增大,峰值強度逐漸提高,殘余強度逐漸增大。雖然部分巖樣在給定圍壓下的峰值強度由于巖樣內(nèi)部不均勻裂隙的作用有所反常,但其殘余強度與峰值強度的比值仍然是隨著圍壓的增大而逐漸提高;(2)紫紅色泥巖三軸壓縮試驗在圍壓高于2 MPa情況下,巖樣被剪應(yīng)力“剪壞”,且該破壞形式符合Mohr-Coulomb破壞準則,壓縮破壞后實際破裂角與依據(jù)Mohr-Coulomb準則計算所得的角度相近;(3)該紫紅色泥巖縱波波速變化與應(yīng)力-應(yīng)變曲線變化起伏規(guī)律基本一致,縱波波速隨圍壓的升高而增大且變化幅度逐漸趨于平穩(wěn),縱波波速與試樣峰值強度成正比關(guān)系。運用數(shù)值模擬軟件對隧道開挖進行模擬計算,通過對比開挖前后的隧道內(nèi)應(yīng)力和位移得出以下結(jié)論:(1)在隧道開挖后并未采取任何支護措施的情況下隧道頂部和底部出現(xiàn)較大的位移;(2)開挖前后隧道底部和兩側(cè)的應(yīng)力狀態(tài)改變程度較大,應(yīng)力狀態(tài)由原來的受壓轉(zhuǎn)變?yōu)槭芾?若該拉應(yīng)力超過了巖體抗拉強度值,就會導(dǎo)致隧道圍巖的破壞、坍塌。
【關(guān)鍵詞】：巖石力學(xué) 泥巖 崩解 圍壓 波速
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U452.11
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 選題背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3 研究方法及主要研究內(nèi)容12-14
• 第二章 太岳山隧道基本概況14-23
• 2.1 自然地理概況14-15
• 2.1.1 地理位置14-15
• 2.1.2 水系15
• 2.1.3 氣候特征15
• 2.2 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境15-20
• 2.2.1 地形地貌15-17
• 2.2.2 地層巖性17
• 2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造17-19
• 2.2.4 水文地質(zhì)條件19
• 2.2.5 地震及不良地質(zhì)現(xiàn)象19-20
• 2.3 隧道賦存環(huán)境與圍巖分級20-22
• 2.3.1 隧道工程地質(zhì)巖組20
• 2.3.2 隧址滲流場20
• 2.3.3 隧道圍巖分級20-22
• 2.4 小結(jié)22-23
• 第三章 紫紅色泥巖物理水理性質(zhì)23-46
• 3.1 物質(zhì)組成23-26
• 3.1.1 礦物成分23-24
• 3.1.2 化學(xué)成分24-26
• 3.2 基本物理水理性質(zhì)26-30
• 3.2.1 巖石密度26-27
• 3.2.2 吸水性27-28
• 3.2.3 軟化性28-29
• 3.2.4 透水性29-30
• 3.3 崩解試驗30-44
• 3.3.1 試驗設(shè)計30-32
• 3.3.2 不同崩解作用時間下的試驗結(jié)果32-38
• 3.3.3 不同試樣體積對應(yīng)的崩解試驗結(jié)果38-41
• 3.3.4 干濕循環(huán)作用下的崩解試驗結(jié)果41-44
• 3.4 小結(jié)44-46
• 第四章 三軸壓縮試驗及波速變化分析46-56
• 4.1 試驗設(shè)計46-47
• 4.1.1 試樣制備46
• 4.1.2 試驗設(shè)備及方法46-47
• 4.2 試驗結(jié)果分析47-55
• 4.2.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析47-49
• 4.2.2 c、φ值的確定及破裂形式分析49-51
• 4.2.3 波速變化分析51-55
• 4.3 小結(jié)55-56
• 第五章 FLAC3D數(shù)值模擬56-62
• 5.1 本構(gòu)模型與網(wǎng)格建立56-57
• 5.1.1 基本本構(gòu)模型介紹56
• 5.1.2 本構(gòu)模型的選擇56-57
• 5.2 數(shù)值模擬計算57-61
• 5.2.1 模型網(wǎng)格建立57-58
• 5.2.2 定義材料和邊界條件58
• 5.2.3 計算結(jié)果分析58-61
• 5.3 小結(jié)61-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 基本結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻64-67
• 在學(xué)期間的研究成果67-68
• 致謝68

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  本文關(guān)鍵詞：太岳山隧道紫紅色泥巖工程地質(zhì)特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：435427