孔隙含水岩石中地下结构的水力荷载
发布时间：2021-08-20 12:55
随埋深的增大,高压孔隙水破坏岩石地下结构衬砌的问题日益凸显。为建立含水岩层中地下结构衬砌的设计理论,采用解析分析、数值模拟、物理模拟和现场实测相结合的方法,研究孔隙含水岩层中地下结构的水力荷载,成果如下。首先,研究了孔隙水压对岩石力学参数的影响。通过理论分析,发现了孔隙水压影响岩石的弹性模量、泊松比和侧压力系数的机制:孔隙水压的变化引起孔隙的扩张或收缩,影响孔隙的变形刚度,进而影响弹性模量、泊松比和侧压力系数;建立了理论分析模型,获得了弹性模量、泊松比和侧压力系数随孔隙水压等因素变化的解析解;建立了岩石细观随机孔隙数值计算模型,通过大量数值计算掌握了孔隙率、孔隙水压力等因素对岩石等效弹性模量、等效泊松比和静止侧压力系数的影响规律。研究表明,等效弹性模量、等效泊松比和静止侧压力系数均随孔隙水压力增加而线性增大。其次,研究了孔隙水压引起的地下结构水力荷载。揭示了孔隙含水岩石中地下结构水力荷载的形成机理:类同于围岩热胀冷缩引起的结构荷载,孔隙水压变化致胀或致缩围岩孔隙,进而引起地下结构荷载变化;基于水压致胀机理,建立了孔隙含水围岩与地下结构相互作用力学模型,获得了水力荷载的解析解;建立了岩石...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 问题提出
1.2 国内外研究现状
1.3 研究的目的、意义和内容
1.4 研究方法和技术路线
2 解析分析研究
2.1 概述
2.2 水压致胀系数的推导
2.3 孔隙水压力作用下孔隙介质的等效弹性模量、等效泊松比和静止侧压力系数
2.4 孔隙水压力对地下结构作用的解析分析
2.5 数值结果
2.6 小结
3 数值计算研究
3.1 ANSYS软件介绍
3.2 孔隙介质接触面孔隙率、等效弹性模量、等效泊松比和静止侧压力系数研究
3.3 地下结构水力荷载数值计算研究
3.4 小结
4 模型试验研究
4.1 概述
4.2 试验准备
4.3 试验方案
4.4 试验结果分析
4.5 小结
5 现场实测研究
5.1 引言
5.2 工程概况
5.3 监测方案
5.4 测试结果分析
5.5 孔隙含水岩石中地下结构的设计原理
5.6 小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]高孔隙水压力下裸光纤光栅应变测试[J]. 柏东良,杨维好,黄家会,张文. 红外与激光工程. 2014(11)
[2]孔隙含水岩石水平侧压力系数数值分析[J]. 柏东良,杨维好,黄家会,韩涛. 采矿与安全工程学报. 2014(05)
[3]超细水泥浆液在微裂隙岩体中的注浆试验研究[J]. 徐拴海,邢龙龙,王国强,韩强. 中国安全生产科学技术. 2014(06)
[4]侧压力系数对节理岩体隧洞位移响应模拟研究[J]. 王振,韩春,王伦祥,李路华. 水资源与水工程学报. 2013(03)
[5]基于接触面孔隙率的含水基岩井壁外荷载研究[J]. 柏东良,杨维好,杨志江,韩涛,张驰. 煤炭学报. 2013(04)
[6]VB调用AutoCAD绘制结构工程配筋图程序设计方法[J]. 陈嵘,雷俊卿. 北京交通大学学报. 2013(01)
[7]高水压下围岩与竖井井壁相互作用的数值分析[J]. 罗晓青,周晓敏,梁生芳. 煤炭工程. 2013(01)
[8]高孔隙水压力作用下岩体软弱结构面(带)力学特性的试验研究[J]. 李天一,徐进,王璐,冉杰. 岩石力学与工程学报. 2012(S2)
[9]多孔介质模型的三维重构方法[J]. 王波,宁正福,姬江. 西安石油大学学报(自然科学版). 2012(04)
[10]围岩对竖井井壁承载能力影响的对比研究[J]. 周晓敏,胡启胜,马成炫,贺震平. 煤炭学报. 2012(S1)
博士论文
[1]富水岩层中新型单层冻结井壁关键施工技术与工艺研究[D]. 张驰.中国矿业大学 2012
[2]富水基岩单层冻结井壁受力规律及设计理论研究[D]. 韩涛.中国矿业大学 2011
[3]深部巷道围岩变形损伤机理及破裂演化规律研究[D]. 许国安.中国矿业大学 2011
[4]岩土多孔介质孔隙结构的分形研究及其应用[D]. 陶高梁.武汉理工大学 2010
[5]隧道衬砌水压力荷载的实用化计算研究[D]. 郑波.中国铁道科学研究院 2010
[6]基于多点地质统计的多孔介质重构方法及实现[D]. 张挺.中国科学技术大学 2009
[7]分形理论的若干应用[D]. 邹明清.华中科技大学 2007
[8]多孔介质模型的三维重构研究[D]. 黄丰.中国科学技术大学 2007
[9]高水压山岭隧道衬砌水压力分布规律研究[D]. 高新强.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]基于单幅图像的多孔材料几何模型三维重构研究[D]. 何东杰.武汉理工大学 2009
[2]基于VB的AutoCAD二次开发系统设计与实现[D]. 刘永波.电子科技大学 2007
[3]砂土层中超细水泥注浆机理的试验研究[D]. 邹超.安徽理工大学 2006
[4]Bragg光纤光栅的应力及温度传感特性研究[D]. 赵磊.哈尔滨工程大学 2005
[5]深埋隧洞外水压力分析与研究[D]. 王美芹.河海大学 2004
[6]考虑外水荷载作用的铁路隧道衬砌结构设计研究[D]. 周乐凡.铁道部科学研究院 2003
本文编号：3353537
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 问题提出
1.2 国内外研究现状
1.3 研究的目的、意义和内容
1.4 研究方法和技术路线
2 解析分析研究
2.1 概述
2.2 水压致胀系数的推导
2.3 孔隙水压力作用下孔隙介质的等效弹性模量、等效泊松比和静止侧压力系数
2.4 孔隙水压力对地下结构作用的解析分析
2.5 数值结果
2.6 小结
3 数值计算研究
3.1 ANSYS软件介绍
3.2 孔隙介质接触面孔隙率、等效弹性模量、等效泊松比和静止侧压力系数研究
3.3 地下结构水力荷载数值计算研究
3.4 小结
4 模型试验研究
4.1 概述
4.2 试验准备
4.3 试验方案
4.4 试验结果分析
4.5 小结
5 现场实测研究
5.1 引言
5.2 工程概况
5.3 监测方案
5.4 测试结果分析
5.5 孔隙含水岩石中地下结构的设计原理
5.6 小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]高孔隙水压力下裸光纤光栅应变测试[J]. 柏东良,杨维好,黄家会,张文. 红外与激光工程. 2014(11)
[2]孔隙含水岩石水平侧压力系数数值分析[J]. 柏东良,杨维好,黄家会,韩涛. 采矿与安全工程学报. 2014(05)
[3]超细水泥浆液在微裂隙岩体中的注浆试验研究[J]. 徐拴海,邢龙龙,王国强,韩强. 中国安全生产科学技术. 2014(06)
[4]侧压力系数对节理岩体隧洞位移响应模拟研究[J]. 王振,韩春,王伦祥,李路华. 水资源与水工程学报. 2013(03)
[5]基于接触面孔隙率的含水基岩井壁外荷载研究[J]. 柏东良,杨维好,杨志江,韩涛,张驰. 煤炭学报. 2013(04)
[6]VB调用AutoCAD绘制结构工程配筋图程序设计方法[J]. 陈嵘,雷俊卿. 北京交通大学学报. 2013(01)
[7]高水压下围岩与竖井井壁相互作用的数值分析[J]. 罗晓青,周晓敏,梁生芳. 煤炭工程. 2013(01)
[8]高孔隙水压力作用下岩体软弱结构面(带)力学特性的试验研究[J]. 李天一,徐进,王璐,冉杰. 岩石力学与工程学报. 2012(S2)
[9]多孔介质模型的三维重构方法[J]. 王波,宁正福,姬江. 西安石油大学学报(自然科学版). 2012(04)
[10]围岩对竖井井壁承载能力影响的对比研究[J]. 周晓敏,胡启胜,马成炫,贺震平. 煤炭学报. 2012(S1)
博士论文
[1]富水岩层中新型单层冻结井壁关键施工技术与工艺研究[D]. 张驰.中国矿业大学 2012
[2]富水基岩单层冻结井壁受力规律及设计理论研究[D]. 韩涛.中国矿业大学 2011
[3]深部巷道围岩变形损伤机理及破裂演化规律研究[D]. 许国安.中国矿业大学 2011
[4]岩土多孔介质孔隙结构的分形研究及其应用[D]. 陶高梁.武汉理工大学 2010
[5]隧道衬砌水压力荷载的实用化计算研究[D]. 郑波.中国铁道科学研究院 2010
[6]基于多点地质统计的多孔介质重构方法及实现[D]. 张挺.中国科学技术大学 2009
[7]分形理论的若干应用[D]. 邹明清.华中科技大学 2007
[8]多孔介质模型的三维重构研究[D]. 黄丰.中国科学技术大学 2007
[9]高水压山岭隧道衬砌水压力分布规律研究[D]. 高新强.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]基于单幅图像的多孔材料几何模型三维重构研究[D]. 何东杰.武汉理工大学 2009
[2]基于VB的AutoCAD二次开发系统设计与实现[D]. 刘永波.电子科技大学 2007
[3]砂土层中超细水泥注浆机理的试验研究[D]. 邹超.安徽理工大学 2006
[4]Bragg光纤光栅的应力及温度传感特性研究[D]. 赵磊.哈尔滨工程大学 2005
[5]深埋隧洞外水压力分析与研究[D]. 王美芹.河海大学 2004
[6]考虑外水荷载作用的铁路隧道衬砌结构设计研究[D]. 周乐凡.铁道部科学研究院 2003
本文编号：3353537
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