近年來,隨著我國“十三五”規(guī)劃的實施和城鎮(zhèn)化的進(jìn)程,隧道工程建設(shè)的數(shù)量日益增長。但在我國大規(guī)模隧道工程中,隧道穿越軟弱圍巖時仍面臨許多技術(shù)難題。由于軟弱圍巖本身強(qiáng)度較低且變形大,從而導(dǎo)致工程易發(fā)生支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞甚至坍塌。因此,為解決隧道軟巖的設(shè)計及施工問題,有必要對隧道軟弱圍巖的工程特性展開研究。本文基于正交設(shè)計,通過對隧道軟弱圍巖相似材料的試驗研究,可以為隧道軟弱圍巖模型試驗和相似材料研究提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。本文以湖南省教育廳科學(xué)研究優(yōu)秀青年項目—“隧道軟弱破碎圍巖注漿試驗研究”為依托,深入開展隧道軟弱圍巖相似材料的試驗研究,采用全自動三軸儀得到相似材料正交試驗的三種力學(xué)參數(shù),利用ORIGIN和MATLAB等軟件對隧道軟弱圍巖相似材料進(jìn)行分析研究。主要研究成果如下:（1）采取三軸剪切試驗和重復(fù)試驗研究隧道圍巖特性,以Ⅴ級隧道軟弱圍巖力學(xué)參數(shù)為參照指標(biāo),選用石英砂、高嶺土、石膏、水和洗衣液,基于正交設(shè)計,得到了符合ⅤV級隧道軟弱圍巖各力學(xué)參數(shù)的相似材料;（2）整理試驗所得力學(xué)參數(shù)內(nèi)摩擦角φ、黏聚力c和重度γ的原始試驗數(shù)據(jù),對相似材料的配比進(jìn)行調(diào)整,得到了符合Ⅴ級隧道軟弱圍巖相似材料的... 

【文章來源】：長沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 相似材料原料選擇
        1.2.2 相似材料研究方法
    1.3 研究內(nèi)容與思路
        1.3.1 本文主要研究內(nèi)容
        1.3.2 本文研究思路
        1.3.3 本文技術(shù)路線
第二章 相似理論與正交設(shè)計方案研究
    2.1 相似理論
        2.1.1 相似理論中的幾個重要概念
        2.1.2 相似理論概述
        2.1.3 相似條件
        2.1.4 相似關(guān)系的分析方法
    2.2 正交設(shè)計方案
        2.2.1 多種試驗方法的研究
        2.2.2 正交設(shè)計方法的試驗方案設(shè)計
        2.2.3 正交設(shè)計方法的試驗結(jié)果處理
    2.3 本章小結(jié)
第三章 相似材料正交試驗的方案設(shè)計及工作流程
    3.1 確定相似比例尺
        3.1.1 相似關(guān)系的推演
        3.1.2 確定模型相似材料物理力學(xué)參數(shù)
    3.2 選擇相似材料
        3.2.1 選擇相似材料原材料
        3.2.2 骨料—石英砂
        3.2.3 膠結(jié)材料—高嶺土和石膏
        3.2.4 添加劑—洗衣液
        3.2.5 水
    3.3 相似材料正交試驗方案設(shè)計
        3.3.1 因素與水平
        3.3.2 材料配比方案
    3.4 制備相似材料試件
        3.4.1 試件尺寸
        3.4.2 試件加工
        3.4.3 制備試件
    3.5 測定試件力學(xué)參數(shù)
        3.5.1 測定試件密度
        3.5.2 測定內(nèi)摩擦角和粘聚力
    3.6 整理試驗數(shù)據(jù)
        3.6.1 尺寸測量和稱重的試驗數(shù)據(jù)
        3.6.2 三軸試驗數(shù)據(jù)結(jié)果
    3.7 本章小結(jié)
第四章 相似材料正交試驗結(jié)果分析
    4.1 試驗各因素的敏感性分析
        4.1.1 含水量的影響
        4.1.2 高嶺土含量的影響
        4.1.3 石膏含量的影響
        4.1.4 石英砂含量的影響
    4.2 試驗數(shù)據(jù)結(jié)果的回歸分析
        4.2.1 內(nèi)摩擦角影響因素回歸分析
        4.2.2 黏聚力影響因素回歸分析
        4.2.3 重度影響因素回歸分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄
附錄B 攻讀學(xué)位期間參與的科研項目目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]滲流作用下軟弱覆巖相似模擬實驗研究[J]. 陳卓立,夏洪春,胡濤,戰(zhàn)勝.  煤礦安全. 2018(03)
[2]煤巖模型試驗相似材料的配比試驗[J]. 張帆,馬耕,陶云奇,劉曉,馮丹,李睿.  煤田地質(zhì)與勘探. 2018(01)
[3]含雙溶洞建筑邊坡模型試驗及數(shù)值模擬分析[J]. 祝方才,馬夢常,李大建.  工業(yè)建筑. 2018(02)
[4]礦山開采相似材料配比及力學(xué)試驗研究[J]. 姚琦,馮濤,王衛(wèi)軍,廖澤,馬超甫.  安全與環(huán)境學(xué)報. 2017(06)
[5]采空區(qū)氧化-升溫耦合模擬相似準(zhǔn)則及傳熱相似性研究[J]. 袁飛,周佩玲,黃志安,高玉坤,張英華.  煤炭學(xué)報. 2017(S2)
[6]溫度和壓力作用下軟巖流變相似理論的研究及應(yīng)用[J]. 王永巖,范夕燕,甘小南,李劍光.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[7]基于石蠟?zāi)z結(jié)優(yōu)勢的復(fù)合體力學(xué)特性試驗研究[J]. 王明旭.  礦業(yè)研究與開發(fā). 2017(11)
[8]不同砂膠比、密度和含水性相似材料力學(xué)性質(zhì)正交試驗研究[J]. 王鵬,舒才,施峰,胡國忠,王宏圖.  巖土力學(xué). 2017(S2)
[9]巖石隧道滲流模型試驗相似材料的研制及應(yīng)用[J]. 李錚,何川,高翔,楊賽舟,駱耀文,楊文波.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(09)
[10]淺談地質(zhì)力學(xué)模型試驗理論與技術(shù)——以水利工程為例[J]. 陳彥璋,彭方俊,李亮,林楚翹.  水利規(guī)劃與設(shè)計. 2017(10)

碩士論文
[1]石蠟、砂、石膏作為軟巖相似材料的力學(xué)性能實驗研究[D]. 甘小南.青島科技大學(xué) 2017
[2]相似材料模型試驗原料選擇及配比試驗研究[D]. 肖杰.北京交通大學(xué) 2013
[3]巖石模型結(jié)構(gòu)面的相似材料研制及力學(xué)可靠性研究[D]. 黃曼.浙江大學(xué) 2012
[4]三維模型和材料試驗儀器研制及量測方法研究[D]. 王愛民.清華大學(xué) 2004
[5]巖性相似材料研究[D]. 安偉剛.中南大學(xué) 2002



本文編號：3198849