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节理岩体隧道施工过程三维数值模拟分析
| 论文题名： | 节理岩体隧道施工过程三维数值模拟分析 |
| 关键词： | 隧道施工;节理岩体;技术参数;力学特性;数值模拟 |
| 摘要： | 岩体在最初形成以及长期的发展过程中，经历各种复杂地质构造作用，导致在岩体中存在有大量的断层、节理、裂隙等结构面，其中节理是岩体中力学强度相对薄弱的部位，它的存在破坏了岩体的连续性和完整性。同时作为工程岩体组成部分的节理本身，在几何和力学上也是错综复杂的。传统岩石力学方法，通常将节理岩体作简单弱化处理，将不连续的岩体当做连续体进行有限元数值分析，其计算结果与实际工程很大差异，很难科学地表征节理岩体的力学特性。 论文考虑工程节理岩体的几何和力学特性，推导出规则平行等距节理变形模量和强度参数计算公式，选取Hoek-Brown准则标定节理岩体力学参数的公式;同时基于现有技术手段采集节理信息数据，利用离散元3DEC分析平台，考虑节理岩体力学参数的影响，建立了节理岩体三维数值模型，详细数值模拟和讨论了工程岩体节理方位、数目对岩体力学特性的影响;对于工程节理岩体数值计算过程，模型尺寸效应非常明显，为此专门考虑隧道z轴方向为10m情况下，工程数值计算模型合理尺寸，模拟了不同尺寸的影响效果，为工程施工施工提供参考。 工程实例，结合辽宁境内四家子岩体隧道工程施工，首先利用现场岩体节理非接触测量和调查结果，利用上述推导的公式和数值分析方法，计算出四家子隧道围岩节理的力学参数，将参数应用到数值模拟中讨论应力增加值对弹性模量的影响，分析尺寸效应，得到数值模拟时最合理尺寸模型。考虑到该工程的具体施工过程，采用提出的方法和数值模型模拟了两种工况作用下，隧道围岩的受力情况。即数值模拟分析了无衬砌时块体滑落过程和有衬砌时衬砌的受力情况，为工程的顺利实施提供了借鉴。 |
| 作者： | 金冬梅 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 王述红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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