裂隙岩体力学特性及损伤演化颗粒流模拟研究

发布时间：2022-01-01 18:42

　　随着我国长大公路隧道建设的高速发展,隧道在施工过程中面临的地质条件越来越复杂,围岩内存在的节理裂隙破坏了岩体的整体性,降低了围岩稳定性,给隧道工程的施工建设带来极大的安全隐患。因此,开展隧道围岩裂隙岩体力学特性和破裂机理研究具有重要的理论意义和实际意义,通过该研究可为提高工程地质灾害防治技术和隧道建设水平奠定理论基础。本文以鸿图嶂隧道为研究背景,采用现场调查、理论分析及离散元颗粒流数值模拟等方法,进行了单轴压缩及三轴压缩模拟试验,结合应力-应变曲线分析研究了隧道围岩裂隙岩体的力学特性并获取了相关力学参数,结合微观和宏观方面分析了裂隙岩体的损伤演化破裂机理,得出的结论如下:（1）基于鸿图嶂隧道沿线的勘察钻孔信息,分析调查了节理的倾向、倾角、平均迹长、线密度等几何参数及其概率分布,建立了隧址区岩体二维随机裂隙网络,并基于此裂隙网络计算出岩体表征单元体尺寸为10×10m。（2）根据隧道围岩裂隙岩体应力应变曲线特点可知裂隙岩体表现出明显的弹塑性,不同风化程度的花岗岩裂隙岩体的应力-应变曲线可划分为四种类型;裂隙岩体的抗压强度及弹性模量表现出明显的的各向异性,岩体内部的节理分布特征是造成这一现象... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

鸿图嶂隧道洞口

图 2-2 隧址区构造特征示意图隧道工程受到断裂带的影响体现在以下方面：（1）与隧道延伸方向基本平行的 NE、NW 向两组断裂构造，与鸿图嶂隧道平 Fy14 断裂及次生断裂，影响隧道施工及围岩稳定性；（2）隧道穿过地层岩性主要为 J3 火山岩和花岗岩，EW 和近 SN 向次级断裂理发育，工区雨量充沛，地下水丰富，由于隧道施工影响，可能会导致大量涌水（3）工区为地热资源发育区，其东部丰顺县发育多处水热活动区，J3 的花岗火山岩为热储的主要含水层。解译的 F8、Fy14 和 Fy5 断裂为上述 NE、NW 向组成部分，控制了东部丰顺县热水区分布。从高程上看，隧道最大埋深处 700，与东部丰顺县热水区高程接近，可能会受到地热影响（图 2-3）。

设计隧道与构造空间分布图

【参考文献】：
期刊论文
[1]岩石单轴压缩PFC2D模型细观参数标定研究[J]. 陈鹏宇,孔莹,余宏明.  地下空间与工程学报. 2018(05)
[2]岩石颗粒流模型单轴压缩的加载速率效应研究[J]. 陈鹏宇.  地下空间与工程学报. 2018(03)
[3]考虑裂隙迹长和开度相关性的随机裂隙网络数值模拟及渗流分析[J]. 黄帆,姚池,周创兵,杨建华.  水利水运工程学报. 2018(02)
[4]裂隙岩体表征单元体及尺寸效应研究进展[J]. 王晓明,郑银河.  岩土力学. 2015(12)
[5]等效节理岩体表征单元体研究[J]. 吴顺川,高艳华,高永涛,李永兵,程爱平.  中国矿业大学学报. 2014(06)
[6]深部层状节理岩体分区破裂模型试验研究[J]. 张绪涛,张强勇,向文,高强,袁圣渤,王超.  岩土力学. 2014(08)
[7]簇平行黏结模型中微观参数对宏观参数影响的量纲研究[J]. 夏明,赵崇斌.  岩石力学与工程学报. 2014(02)
[8]不同裂隙张开度下岩石材料破坏的颗粒离散元模拟[J]. 明华军,徐小峰,梁波.  三峡大学学报(自然科学版). 2013(06)
[9]岩体完整性系数确定及应用中的几个问题探讨[J]. 段世委,许仙娥.  工程地质学报. 2013(04)
[10]基于三维裂隙连通率的裂隙岩体表征单元体研究[J]. 王晓明,夏露,郑银河,于青春.  岩石力学与工程学报. 2013(S2)

硕士论文
[1]单轴和双轴压缩下裂隙性岩石力学特性试验研究[D]. 李佳.西南交通大学 2014



本文编号：3562618