【摘要】：在巖體形成的歷史過程中,在其內(nèi)部形成了各種產(chǎn)狀的軟弱不連續(xù)面,比如節(jié)理、斷層等。實際工程巖體的不均勻性就是由各式結(jié)構(gòu)面的存在造成的。實踐證明,在眾多的已建工程中,巖體的破壞往往是以結(jié)構(gòu)面為突破口破壞的。在節(jié)理巖體中開挖洞室,有時會造成洞室的破壞,嚴重的甚至會造成洞室的整體失穩(wěn)。由于巖體中大量分布的節(jié)理具有非常明顯的隨機性、不連續(xù)性和多尺度性等復(fù)雜特點,節(jié)理巖體中洞室穩(wěn)定性的研究就更為復(fù)雜。目前,針對節(jié)理巖體中洞室穩(wěn)定性的研究常常是以現(xiàn)場監(jiān)測、室內(nèi)物理實驗、數(shù)值模擬相結(jié)合的方式來進行的。在大多數(shù)的研究中,采用物理模型試驗或數(shù)值模擬研究洞室的穩(wěn)定性時,通常采用的都是逐級加載的方式使得洞室達到破壞狀態(tài),然后進行分析。這與洞室的邊界條件及實際情況有所不符。在本文的研究中,利用RFPA(Realistic Failure Process Analysis)數(shù)值試驗分析系統(tǒng)將強度折減法應(yīng)用于節(jié)理巖體洞室的穩(wěn)定性研究中。在數(shù)值模擬過程中將圍巖力學參數(shù)逐步弱化,同時保持地應(yīng)力不變,這種方法更加符合實際情況。在安全系數(shù)計算方面,將最大破壞單元數(shù)作為洞室失穩(wěn)的臨界判據(jù)。本文的研究內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)研究不同洞室斷面形狀對洞室穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明,洞室斷面形狀對于洞室的穩(wěn)定性具有較大影響,一般情況下,圓形洞室穩(wěn)定性最好,直墻拱形洞室次之,方形洞室穩(wěn)定性最差。(2)研究節(jié)理角度對洞室穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明,節(jié)理角度對于洞室的穩(wěn)定性具有較大影響,節(jié)理角度太小或者太大均不利于洞室的穩(wěn)定,節(jié)理角度適中有利于洞室的穩(wěn)定。(3)研究側(cè)壓力系數(shù)對洞室穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明,側(cè)壓力系數(shù)對于洞室穩(wěn)定性具有較大影響,在一定范圍內(nèi)提高側(cè)壓力有助于洞室的安全穩(wěn)定,超過一定范圍后,側(cè)壓力的提高會加速洞室的破壞。(4)用側(cè)限加載法模擬不同斷面形狀洞室的漸進破壞失穩(wěn)過程,并與強度折減法的結(jié)果進行對比分析。結(jié)果表明,不同加載方法下,不同斷面形狀洞室的安全性規(guī)律相同,但是洞室的破壞過程與破壞形式有所差異。側(cè)限加載法下,三種斷面形狀的洞室均有一定寬度的明顯破壞帶與裂隙帶產(chǎn)生。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU45

【參考文獻】

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本文編號：2602422