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陡倾层状岩体隧道开挖稳定性研究
| 论文题名： | 陡倾层状岩体隧道开挖稳定性研究 |
| 关键词： | 陡倾层状围岩;破坏机制;数值模拟;隧道 |
| 摘要： | 我国幅员辽阔,地质构造复杂,具有层状结构的岩层遍布全国各地。层状岩体根据倾斜角度的不同,可分为缓倾、陡立、陡倾和直立层状岩体。而且,层状结构变形和强度性质具有明显的各向异性,岩体的破坏机理及方式也明显不同于其它岩体,在工程建设中会遇到大量的层状岩体稳定性问题。因此,对陡倾层状岩体隧道开挖稳定性问题进行深入研究显得尤为重要。 本论文的研究内容主要分为以下几个方面: 一、根据国内外相关文献,归纳了层状岩体力学特性、本构模型、破坏准则的研究现状,提出了论文的研究思路;总结得出影响陡倾层状岩体隧道稳定性的主要因素及变形破坏机制。 二、从隧道有限元法模拟的基本原理出发,介绍了有限元计算相关理论及分析过程,利用MIDAS-GTS有限元软件,采用三维弹塑性有限元法对不同陡倾层状围岩隧道稳定性进行分析。共建立五个数值模型,其中包括一个无层面模型及层面倾角分别为30°、40°、50°和60°的其余四个模型,并对模拟结果进行详细分析,得出各个模型围岩位移、围岩应力及初期支护受力特征。为以后陡倾层状隧道的设计和施工提供了一定的理论依据。 三、在理论研究的基础上,设计了物理模型试验,以40°陡倾层状岩体隧道为例,提出了试验目的,并对模型试验的几何和物理相似关系、模型相似材料、模型箱的设计、试验所需仪器及仪器的安放进行了叙述。总结分析模型试验测得的地面沉降,内部位移和应力的数据,验证了数值模拟的正确性。 本文研究了不同倾角陡倾层状岩体的围岩位移、应力和初期支护内力的发展规律,研究成果为陡倾层状岩体隧道围岩稳定性问题提供了参考依据。 |
| 作者： | 彭焱森 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 蒋树屏;王晓雯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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