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圆形隧道破坏分区及成拱破坏研究
| 论文题名： | 圆形隧道破坏分区及成拱破坏研究 |
| 关键词： | 圆形隧道;破坏分区;成拱破坏;隧道围岩 |
| 摘要： | 新世纪以来，交通基础设施建设快速发展，修建了大量隧道工程。然而，因隧道围岩失稳导致的塌方、地面塌陷、支护结构开裂等事故频发，给隧道施工安全造成重大危害的同时，也给科研人员提出了更高更难的课题。基于古典压力理论，人们认识到围岩有一定自稳能力，发现拱效应现象的存在，科研工作者对此进行了大量研究，但仍对压力拱拱体的判别没有明确、统一的方法，对隧道围岩渐进性破坏的研究还有待进一步完善。因此，本文以有一定埋深的圆形隧道为研究对象，结合解析分析法及数值模拟方法，对围岩的破坏区分布和渐进成拱破坏进行分析研究，取得的主要研究成果如下: (1)运用弹塑性知识推导出圆形隧道围岩破坏区的解析解，并利用matlab求解分析埋深及侧压力系数对围岩破坏模式及破坏分区的影响规律，总结得出不同埋深和侧压力系数条件下的隧道破坏形式分区。 (2)鉴于解析分析法的局限性，运用数值模拟方法做对比研究，基于Mohr-Coulomb模型，研究围岩破坏区的分布情况，分析埋深、侧压力系数以及围岩各力学参数对其的影响规律，揭示不同围岩条件下的围岩破坏模式。 (3)运用数值模拟方法，基于应变软化模型，研究圆形隧道围岩的渐进破坏机理，描述围岩成拱破坏的过程，明确坍落拱拱体的范围及边界，为有一定埋深隧道围岩的支护设计与施工提供理论依据。 (4)运用正交试验手段研究隧道的几何参数及力学参数对隧道开挖后成拱高度影响的敏感性;根据得到的敏感性大小，重点研究摩擦角、侧压力系数、粘聚力、弹性模量对隧道围岩成拱破坏过程的影响规律，分析不同围岩条件下的围岩变形破坏特征，对隧道的设计与施工有很好的借鉴意义。 |
| 作者： | 孔祥飞 |
| 专业： | 隧道与地下工程 |
| 导师： | 陈铁林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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