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深部隧道围岩非规则破裂温度效应及锚固机理模拟研究
| 论文题名： | 深部隧道围岩非规则破裂温度效应及锚固机理模拟研究 |
| 关键词： | 深部隧道围岩;非规则破裂;温度效应;构造应力;岩体锚固 |
| 摘要： | 随着我国经济的快速发展，在交通运输、矿产资源开采、水利工程等领域，深部地下工程开挖越来越频繁。由于深部地下工程区别与浅部地下工程的“三高一扰动”的特殊工程环境，采用浅部地下工程开挖理论来指导深部地下工程开挖就出现了许多不足之处。对于深部工程开挖而言，浅部的常规围岩响应已经不再适用；在深部特殊工程开挖环境影响下，深部工程常出现高频率的岩爆、围岩分区破裂化、围岩非规则破裂化等超常规响应；因此对深部围岩超常规响应的产生机理以及影响因素的的研究对于深部地下工程开挖就有着很重要的意义。 首先，本文结合深部地下工程开挖的相关文献，对深部地下工程的岩体力学特性以及深部工程超常规响应进行总结；对深部工程中岩爆现象以及分区破裂化现象的产生机理进行总结，并对两者产生机理的的异同之处进行总结。结合前人对分区破裂化的研究成果，从分区破裂化破裂区分布规律的角度对深部围岩分区破裂化进行分类，将之分为典型的分区破裂化和非典型的非规则破裂化两类。 其次，本文将结合前人对非规则破裂化的数值模拟研究，基于深部岩体处于峰后应变软化状态这一基本特征，建立数值模型。依据相关文献中对地层温度热应力的研究成果，将数值模型中的初始地应力分解为温度影响部分和其他构造应力及自重应力部分；并依据温度对温度热应力部分进行相应的修正，并以函数的形式嵌入数值模型中进行数值模拟计算。在此基础上，进行温度、导热系数、线膨胀系数、比热容等热力学参数对围岩非规则破裂化影响的模拟研究；并依据此次数值模拟结果，观测最大剪应力曲线和围岩塑性区边界的关系。 最后，本文将依据岩体锚固区参数强化验证实验，证实端锚锚固区围岩的力学参数存在强化现象；结合实验结果以及前人对围岩锚固区参数变化研究的经验性公式，建立深部围岩开挖锚固数值模型；模型中，对围岩锚固区依据经验公式进行参数强化；在此基础上，对端锚锚固这一锚固因素对深部围岩非规则破裂化的影响进行模拟分析，其中分别对端锚锚杆间距、端锚锚固段长度、端锚预应力这三个因素对深部围岩非规则破裂化的影响进行分析。 |
| 作者： | 岳海 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 苏永华;李志勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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