本文關(guān)鍵詞：淺埋隧道施工影響下含空洞地層的變形和漸進(jìn)性破壞規(guī)律

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【摘要】：近年來,城市地鐵淺埋隧道施工中不良地質(zhì)體引發(fā)的事故的時(shí)有發(fā)生,引起了廣泛關(guān)注,本文以主要不良地質(zhì)體——地層空洞為研究對(duì)象,采用顆粒離散元(PFC2D)數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的研究方法,對(duì)城市地區(qū)V級(jí)圍巖下淺埋隧道施工中含空洞地層沿隧道縱向和橫向的變形和漸進(jìn)性破壞規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究,取得的主要成果如下。(1)進(jìn)行軟弱圍巖雙軸試驗(yàn)的離散元模擬,通過參數(shù)標(biāo)定過程獲得滿足V級(jí)圍巖宏觀物理力學(xué)參數(shù)的細(xì)觀參數(shù)組合。(2)隧道開挖擾動(dòng)是造成地表沉降和空洞塌落的主要原因,而空洞與隧道的相對(duì)位置將直接影響地層的穩(wěn)定性及地表沉降的量值。(3)地表沉降符合高斯正態(tài)分布曲線,且空洞的埋深和大小顯著影響地表沉降；圍巖應(yīng)力亦顯著受地層空洞大小和位置的影響,且距離空洞越近的圍巖其應(yīng)力受到空洞的影響越顯著。(4)地層空洞對(duì)開挖面極限支護(hù)力影響不大,但其對(duì)支護(hù)力合理值具有較大影響,施工中需探測不良地質(zhì)體并采取有效措施保證施工安全。(5)空洞破壞形成的破裂面和開挖面開挖形成的破裂面的發(fā)展規(guī)律影響著隧道漸進(jìn)性破壞進(jìn)程,并顯著影響應(yīng)力松動(dòng)區(qū)的發(fā)展規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：淺埋隧道 地層空洞 地層變形 漸進(jìn)性破壞 顆粒離散元(PFC2D)
【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)】：U456.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.1.1 地鐵施工事故誘因分析11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 隧道施工中圍巖應(yīng)力變化研究11-13
• 1.2.2 隧道施工中地表沉降研究13-14
• 1.2.3 隧道施工中含空洞地層的變形變化研究14-16
• 1.2.4 隧道工程數(shù)值模擬方法研究進(jìn)展16-18
• 1.3 論文研究內(nèi)容及思路18-21
• 1.3.1 論文研究內(nèi)容19
• 1.3.2 論文研究思路19-21
• 2 數(shù)值模擬方法21-30
• 2.1 顆粒離散元方法PFC2D介紹21-23
• 2.2 數(shù)值模擬步驟23-25
• 2.3 顆粒細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 3 淺埋隧道施工影響下含空洞地層的縱斷面離散元模擬分析30-100
• 3.1 隧道縱斷面數(shù)值模擬方案設(shè)計(jì)30-32
• 3.2 隧道縱斷面數(shù)值模擬模擬方案32-34
• 3.3 隧道縱斷面在開挖面無支護(hù)狀態(tài)下數(shù)值模擬研究34-49
• 3.3.1 地層變形分析34-36
• 3.3.2 顆粒位移分析36-37
• 3.3.3 地表沉降變形分析37-39
• 3.3.4 漸進(jìn)性破壞分析39-46
• 3.3.5 掌子面水平位移分析46-47
• 3.3.6 襯砌應(yīng)力分析47-48
• 3.3.7 小結(jié)48-49
• 3.4 隧道縱斷面在開挖面卸荷狀態(tài)下數(shù)值模擬研究49-76
• 3.4.1 地層變形、顆粒位移和地表沉降分析49-63
• 3.4.2 漸進(jìn)性破壞分析63-68
• 3.4.3 掌子面水平位移以及支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析68-70
• 3.4.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)作用力分析70
• 3.4.5 襯砌和掌子面應(yīng)力變化分析70-75
• 3.4.6 小結(jié)75-76
• 3.5 隧道縱斷面在有支護(hù)力狀態(tài)下數(shù)值模擬研究76-97
• 3.5.1 地層變形、顆粒位移和地表沉降分析77-89
• 3.5.2 掌子面水平位移分析89-90
• 3.5.3 襯砌和掌子面應(yīng)力變化分析90-96
• 3.5.4 小結(jié)96-97
• 3.6 本章小結(jié)97-100
• 4 淺埋隧道施工影響下含空洞地層的橫斷面離散元模擬分析100-122
• 4.1 隧道橫斷面數(shù)值模擬方案設(shè)計(jì)100-101
• 4.2 隧道橫斷面襯砌支護(hù)條件下數(shù)值模擬研究101-119
• 4.2.1 地層變形分析102-111
• 4.2.2 地層和襯砌應(yīng)力分析111-119
• 4.3 本章小結(jié)119-122
• 5 結(jié)論與展望122-124
• 5.1 研究結(jié)論122
• 5.2 問題與展望122-124
• 參考文獻(xiàn)124-128
• 作者簡歷128-132
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集132

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