详情

原文传递交叉坑道围岩稳定性分析

论文题名：	交叉坑道围岩稳定性分析
关键词：	地下工程;交叉坑道;隧道围岩;围岩稳定性
摘要：	为满足使用功能的要求，地下工程中经常需要建造相交的坑道。相交坑道在交叉区域围岩的临空面较多，受力状态较为复杂，往往是地下工程中的薄弱部位。相交坑道在交叉部位边界条件复杂，很难得到交叉区域围岩应力与变形的解析解。现有文献对交叉坑道进行专门研究的也不多见。因此，交叉坑道围岩稳定性分析是值得研究的一个重要工程问题。本文以砂砾石地层和交叉坑道结构为核心，从理论分析、数值模拟和模型实验三方面研究砂砾石地层中交叉坑道的稳定性。①先从一般坑道失稳形态出发，归纳坑道失稳破坏的主要力学机理。在此基础上，结合砂砾石的地层特性和交叉坑道的结构特点，从理论上分析砂砾石地层中交叉坑道的失稳机理。②然后利用有限单元法，分别模拟单坑道与交叉坑道围岩的应力与变形。通过对比，了解交叉坑道围岩的应力场与变形分布特点。③接着通过相似模型实验，验证了交叉坑道围岩应力场和变形分布规律以及坑道破坏特征。④最后采用数值实验，模拟不同的断面形状和开挖顺序情况下，交叉坑道围岩的应力与变形。通过综合评判，选取了交叉坑道合理的断面形状和开挖顺序。通过以上研究工作，取得以下主要认识： (1)交叉坑道开挖时围岩变形与应力分布规律是：交叉坑道围岩在交叉部位塑性区、位移值均较单坑道大，在小坑道拱项易产生拉应力区，且以水平方向为主。 (2)交叉坑道破坏机理是：交叉坑道最薄弱部位是四个转角区域的直墙，其破坏形式属劈裂剥落与剪切滑移，破坏机制是由于压应力集中而导致的劈裂与剪切破坏。 (3)水平层状砂砾石地层中交叉坑道合理的断面和开挖顺序是：当拱高大于等于跨度一半时，交叉处围岩的稳定性较好；当不同断面坑道相交时，分步开挖比同时开挖对围岩的稳定有利，且先大后小的开挖顺序更有利于围岩的稳定。
作者：	朱金才
专业：	结构工程
导师：	张光辉;张松林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文