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富水地层中的破碎带对隧道围岩稳定性影响数值分析
| 论文题名： | 富水地层中的破碎带对隧道围岩稳定性影响数值分析 |
| 关键词： | 隧道工程;流固耦合效应;围岩稳定性;外水压力;数值分析;富水地层;破碎带 |
| 摘要： | 隧道工程越来越多地用于穿越山岭，提高道路等级。复杂的地质条件和地下水的不均匀渗流成为隧道工程中常见的问题。隧道开挖后形成新的地下水排泄通道，加剧了地下水对岩体的作用。地下水的存在降低了围岩的强度，增加了施工的难度。因此，研究隧道围岩中流固耦合作用，对围岩的稳定性分析具有重要的意义。 用流固耦合理论研究隧道围岩的稳定性，虽然开展了一些工作，但目前研究程度仍然比较低，地下水渗流对存在破碎带的隧道围岩稳定性影响的研究还鲜有报道，而研究衬砌上外水压力的分布规律是富水地层中隧道设计和施工的重要问题。本文针对富水地层中隧道围岩存在破碎带的实际情况，分析隧道围岩的稳定性，并对作用在衬砌上外水压力的计算方法进行探讨，优化衬砌的排水方案。 通过考虑流固耦合效应，应用有限差分软件FLAC对存在破碎带的饱水隧道围岩进行数值模拟，得到不同破碎带倾角、不同地下水位线高度时，开挖前后围岩的位移场、渗流场、应力场和塑性区分布。结果表明：随着破碎带倾角的增大和地下水位的上升，围岩会加速破坏，塑性区的范围也会逐渐扩展，说明形成不稳定围岩的区域也在扩大。 在流固耦合理论的基础上，分析富水地层中隧道围岩、衬砌背后水荷载的分布规律，高水压力对隧道围岩稳定和结构受力的影响，从而提出排堵相结合的治水方案，通过计算隧道衬砌的外水压力，针对富水地层中存在破碎带的隧道围岩，提出在破碎带处设置排水孔更加有利于衬砌的安全。 |
| 作者： | 祝末 |
| 专业： | 防灾减灾与防护工程 |
| 导师： | 尚岳全 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学建筑工程学院 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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