隧道土石混合體圍巖力學(xué)性質(zhì)及穩(wěn)定性分析
本文關(guān)鍵詞:隧道土石混合體圍巖力學(xué)性質(zhì)及穩(wěn)定性分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:土石混合體作為一種區(qū)別于均質(zhì)土體和破裂巖體的復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu),其內(nèi)部排列著不同形狀、尺寸、粗糙程度以及數(shù)量的碎石體,具有明顯的非均勻性、離散性和各向異性,嚴(yán)重影響著穿越土石混合體地層的隧道圍巖穩(wěn)定,常引起塌方、冒頂、仰拱隆起、支護(hù)結(jié)構(gòu)損傷甚至是襯砌結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)等現(xiàn)象。本文針對(duì)G314國(guó)道公格爾隧道進(jìn)出口段圍巖為土石混合體地層的工程特點(diǎn),采用現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)及數(shù)值模擬計(jì)算等方法,分析不同含石率及粗糙度土石混合體的力學(xué)性質(zhì),并據(jù)此應(yīng)用數(shù)值模擬計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)的方法,分析隧道土石混合體圍巖穩(wěn)定性,為隧道土石混合體圍巖穩(wěn)定控制提供參考。主要工作和研究成果如下:(1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn),分析了土石混合體的粒徑分布情況,研究并獲得了土石混合體的強(qiáng)度和變形特征;(2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土石混合體篩分試驗(yàn)結(jié)果和地質(zhì)勘察資料,基于土石混合體對(duì)數(shù)正態(tài)隨機(jī)分布結(jié)構(gòu)理論,應(yīng)用MATLAB數(shù)值計(jì)算軟件和Flac3D有限差分軟件進(jìn)行了土石混合體三軸壓縮數(shù)值模擬試驗(yàn),獲得了不同含石率、粗糙度土石混合體的力學(xué)性質(zhì)及變形特征;(3)基于土石混合體的力學(xué)性質(zhì),采用數(shù)值計(jì)算的方法,分析了隧道不同開(kāi)挖方法、埋深及含石率土石混合體圍巖的變形及穩(wěn)定特征,并提出了確保圍巖穩(wěn)定的加固措施;(4)進(jìn)行了隧道土石混合體圍巖變形監(jiān)控量測(cè),為其穩(wěn)定性分析和變形控制提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:土石混合體 強(qiáng)度試驗(yàn) 隧道穩(wěn)定性 數(shù)值模擬 監(jiān)控量測(cè)
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U451.2
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-19
- 變量注釋表19-21
- 1 緒論21-31
- 1.1 選題背景及研究意義21-22
- 1.2 土石混合體的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀22-25
- 1.3 隧道圍巖穩(wěn)定控制國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀25-28
- 1.4 存在的問(wèn)題28
- 1.5 研究?jī)?nèi)容、方法和技術(shù)路線28-31
- 2 土石混合體力學(xué)性質(zhì)原位試驗(yàn)研究31-45
- 2.1 工程概況31-33
- 2.2 試驗(yàn)點(diǎn)選取33-34
- 2.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)34-37
- 2.4 土石混合體粒徑成分分析37-39
- 2.5 土石混合體強(qiáng)度及變形特征分析39-43
- 2.6 本章小結(jié)43-45
- 3 土石混合體力學(xué)性質(zhì)數(shù)值模擬分析45-78
- 3.1 土石混合體結(jié)構(gòu)特征分析45-46
- 3.2 土石混合體隨機(jī)結(jié)構(gòu)模型46-51
- 3.3 模型建立51-53
- 3.4 三軸試驗(yàn)數(shù)值模擬分析53-77
- 3.5 本章小結(jié)77-78
- 4 隧道土石混合體圍巖穩(wěn)定性分析78-104
- 4.1 隧道圍巖穩(wěn)定影響因素分析78-81
- 4.2 隧道結(jié)構(gòu)失穩(wěn)分析81-82
- 4.3 計(jì)算模型82-83
- 4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析83-102
- 4.5 本章小結(jié)102-104
- 5 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)分析104-112
- 5.1 開(kāi)挖方法及支護(hù)方式104
- 5.2 監(jiān)控量測(cè)方案104-107
- 5.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析107-110
- 5.4 數(shù)值模擬與監(jiān)控量測(cè)對(duì)比分析110-111
- 5.5 本章小結(jié)111-112
- 6 結(jié)論與展望112-114
- 6.1 結(jié)論112
- 6.2 展望112-114
- 參考文獻(xiàn)114-119
- 作者簡(jiǎn)歷119-121
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集121
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