發(fā)布時間：2018-04-22 14:25

  本文選題：節(jié)理巖體 + 現(xiàn)場試驗��； 參考：《北京交通大學》2013年博士論文

【摘要】：由于巖體中包含了數量眾多、分布形式復雜的結構面,從而使巖體力學性質具有尺度效應和高度的不均勻性、不連續(xù)性和各向異性。巖體的力學參數取值一直是巖體工作者關注的熱點話題,目前隧道工程界常用的做法是根據現(xiàn)場圍巖分級按規(guī)范的建議值進行選取,但是由于規(guī)范給出的建議值范圍較大,可能造成工程不安全或過于保守。基于上述考慮,本論文以巖體強度為主線,采用現(xiàn)場試驗和數值計算相結合,取得以下成果：(1)本文在大量現(xiàn)場工作的基礎上,提出了一套利用小型試驗設備制備裂隙化巖體試樣的方法。(2)在分析Barton-Bandias經驗公式的適用性基礎上,借助二維離散元軟件UDEC,提出了一種基于現(xiàn)場實測JRC(10cm長度)和結構面壁面回彈試驗的結構面抗剪強度尺寸效應分析方法,并驗證了方法的準確性。(3)利用Weierstrass隨機分形函數建立了描述結構面起伏高度的三維曲面,通過三維離散元軟件3DEC分析了抗剪強度的方向性,得出不同方向的抗剪強度相差10%以上的結論。(4)通過數值試驗,系統(tǒng)分析了節(jié)理巖體的各向異性特征,得出含單結構面巖體隨著圍壓的增加各向異性特征減弱,但強度差會增大；隨著結構面組數的增加巖體的各向異性特征減弱,當含有4條以上節(jié)理時,巖體可以看做各向同性體。(5)在考慮尺寸效應的基礎上通過數值計算得出了亞級分級條件下圍巖的物理力學指標取值范圍。(6)通過不同直徑巖塊試樣的室內力學試驗,提出了巖塊尺寸效應的分析方法；提出了通過野外工程地質調查,概化得到工程地質模型,并選取具有代表性的巖塊和結構面,然后分別進行巖塊和結構面的室內實驗和現(xiàn)場測量,得到巖塊及結構面的物理力學參數,建立數值計算模型進行模擬,最終確定節(jié)理巖體物理力學指標的總體思路,經工程驗證可以滿足要求。
[Abstract]:Due to the large number and complex distribution of structural planes in rock mass, the mechanical properties of rock mass have scale effect and high inhomogeneity, discontinuity and anisotropy. The value of mechanical parameters of rock mass has always been a hot topic concerned by rock mass workers. At present, the commonly used method in tunnel engineering is to select the recommended value according to the site surrounding rock classification according to the code, but because of the large range of the suggested value given by the code, The project may be unsafe or too conservative. Based on the above considerations, this paper takes the rock mass strength as the main line, adopts the combination of field test and numerical calculation, and obtains the following results: 1) on the basis of a great deal of field work, A method of preparing fractured rock mass samples by using small test equipment is presented. Based on the analysis of the applicability of Barton-Bandias empirical formula, With the help of two-dimensional discrete element software UDEC, a method for analyzing the size effect of shear strength of structural plane based on the measured JRC(10cm length in situ and the springback test on the wall surface of the structural plane is presented. The accuracy of the method is verified. (3) using Weierstrass random fractal function, a 3D surface is established to describe the height of structure surface fluctuation, and the directivity of shear strength is analyzed by means of 3D discrete element software 3DEC. It is concluded that the shear strength difference of different directions is more than 10%. (4) through numerical experiments, the anisotropic characteristics of jointed rock mass are systematically analyzed. It is concluded that the anisotropic characteristic of rock mass with single structure plane decreases with the increase of confining pressure, but the strength difference increases. With the increase of the number of structural planes, the anisotropic characteristics of rock mass weaken, when there are more than 4 joints, The rock mass can be regarded as isotropic body. On the basis of considering the size effect, the range of the physical and mechanical indexes of surrounding rock under the condition of subgrade classification is obtained by numerical calculation. The range of physical and mechanical indexes of rock mass with different diameters is obtained through the indoor mechanical tests of rock samples with different diameters. An analysis method for the size effect of rock block is put forward, and the engineering geological model is obtained by field engineering geological survey, and the representative rock block and structural plane are selected. Then, the physical and mechanical parameters of rock block and structural plane are obtained by indoor experiments and field measurements, and the numerical calculation model is established to simulate the physical and mechanical parameters of jointed rock mass. Finally, the overall idea of physical and mechanical index of jointed rock mass is determined. It can meet the requirements after engineering verification.
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU45

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本文編號：1787633