隨著我國經(jīng)濟(jì)水平和工程實(shí)力的提升,隧洞工程逐漸向周邊復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域擴(kuò)展。在極軟巖地層中,隧洞圍巖在施工初期便易產(chǎn)生較強(qiáng)的流變效應(yīng),引發(fā)圍巖大變形,從而導(dǎo)致二次襯砌開裂、盾殼卡機(jī)等問題的產(chǎn)生,給隧洞結(jié)構(gòu)安全和施工掘進(jìn)效率帶來極大的挑戰(zhàn)。本文以某引水隧洞工程為研究背景,通過理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)擬合和數(shù)值模擬等手段,對(duì)泥巖和砂巖地層條件下,礦山法和盾構(gòu)/TBM法隧洞施工期的流變特性進(jìn)行了深入的研究,主要研究工作如下:(1)采用巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)與聲發(fā)射設(shè)備,對(duì)泥巖和砂巖試樣進(jìn)行了單軸、三軸和單軸蠕變壓縮試驗(yàn)。得到了不同圍壓和不同含水狀態(tài)下泥巖和砂巖的全應(yīng)力-應(yīng)變曲線和分級(jí)蠕變曲線。研究發(fā)現(xiàn),高圍壓和飽水狀態(tài)對(duì)泥巖和砂巖的力學(xué)參數(shù)和變形破壞特性均有較大影響;在長期荷載下,泥巖和砂巖均呈現(xiàn)明顯的流變特征,其流變效應(yīng)隨著應(yīng)力水平的提升而逐漸增強(qiáng)。其中泥巖的流變效應(yīng)強(qiáng)于砂巖。(2)根據(jù)經(jīng)典流變本構(gòu)模型的適用范圍和描述特征,選擇Cvisc模型對(duì)泥巖和砂巖的流變特征進(jìn)行描述,并根據(jù)流變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)對(duì)Cvisc模型的參數(shù)進(jìn)行擬合。通過擬合蠕變曲線可以判斷,Cvisc模型能較好地模擬泥巖和砂巖試樣的流變特性。(...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 軟巖瞬時(shí)和流變力學(xué)特性研究
        1.2.2 軟巖流變本構(gòu)模型及參數(shù)辨識(shí)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 礦山法隧洞施工期流變特性研究現(xiàn)狀
        1.2.4 盾構(gòu)/TBM法隧洞施工期流變特性研究現(xiàn)狀
    1.3 現(xiàn)有研究的不足及待解決的問題
        1.3.1 礦山法隧洞施工問題
        1.3.2 盾構(gòu)/TBM法隧洞施工問題
    1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第2章 軟巖力學(xué)特性研究
    2.1 概述
    2.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備及試驗(yàn)方案
        2.2.1 試驗(yàn)設(shè)備
        2.2.2 巖樣采集及制備
        2.2.3 試驗(yàn)方案
    2.3 泥巖及砂巖力學(xué)特性試驗(yàn)
        2.3.1 單軸壓縮試驗(yàn)
        2.3.2 常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)
        2.3.3 單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 軟巖流變本構(gòu)模型及參數(shù)辨識(shí)
    3.1 概述
        3.1.1 巖石流變概述
        3.1.2 巖石蠕變特征概述
    3.2 巖石流變模型
        3.2.1 經(jīng)驗(yàn)流變模型
        3.2.2 線性流變?cè)敖M合模型
    3.3 流變模型選取及參數(shù)辨識(shí)
        3.3.1 流變模型選取
        3.3.2 流變參數(shù)辨識(shí)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 軟巖流變對(duì)礦山法隧洞施工期的影響性研究
    4.1 考慮時(shí)間效應(yīng)的礦山法隧洞施工模擬研究
        4.1.1 基本假設(shè)
        4.1.2 模型建立
        4.1.3 單元模型及參數(shù)確定
        4.1.4 計(jì)算模擬過程及工況
    4.2 不同時(shí)機(jī)施作初期支護(hù)下隧洞圍巖變形特性分析
        4.2.1 隧洞圍巖變形情況
        4.2.2 合理初期支護(hù)施作時(shí)機(jī)
    4.3 不同時(shí)機(jī)施作二次襯砌下隧洞受力變形特性分析
        4.3.1 隧洞施作初期支護(hù)后圍巖變形情況
        4.3.2 二次襯砌受力情況
        4.3.3 合理二次襯砌施作時(shí)機(jī)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 軟巖流變對(duì)盾構(gòu)/TBM法隧洞施工期的影響性研究
    5.1 考慮時(shí)間效應(yīng)的盾構(gòu)/TBM法隧洞施工模擬研究
        5.1.1 基本假設(shè)
        5.1.2 模型建立
        5.1.3 單元模型及參數(shù)確定
        5.1.4 卡機(jī)判據(jù)
        5.1.5 計(jì)算模擬過程及工況
    5.2 不同盾殼長度對(duì)盾構(gòu)機(jī)/TBM卡機(jī)影響研究
    5.3 不同超挖量對(duì)盾構(gòu)機(jī)/TBM卡機(jī)影響研究
    5.4 盾構(gòu)機(jī)/TBM卡機(jī)事故防控與安全停機(jī)時(shí)間
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號(hào)：3861633