基于透明土试验技术的砂土地层隧道开挖变形机理研究
发布时间：2020-12-31 22:37
砂土地层开挖隧道引起的地层大变形问题是常见的地下工程灾害问题,掌握地层的变形规律及机理对预防此类事故有着重要的意义。开挖隧道引起的变形不仅要考虑地表沉降,地层内部的变形同样不可忽视。常规的试验技术通过埋设传感器来获取部分质点的位移,但传感器的埋设会改变模型中土体的连续性,进而影响位移的真实性,因此需寻找一种可以获取地层无损伤连续位移场的试验技术。透明土试验技术将人工合成透明土和数字图像处理技术相结合,能够直观的获取土体内部位移场,可用于研究隧道开挖引起的地层变形问题。本文基于透明土试验技术研制了透明土隧道模型装置,对砂土地层隧道开挖引起的变形问题展开研究,然后建立了细观模型并结合颗粒离散元法从细观层面解释砂土地层变形及破坏机理。主要工作和结论如下:（1）通过室内三轴试验和数值三轴试验揭示了熔融石英砂在加载和卸载路径下应力-应变特性。采用三轴试验揭示了不同密实度下熔融石英砂在三轴压缩路径下的应力-应变特性;采用颗粒流程序建立常规三轴数值试验模型,揭示了熔融石英砂先三轴压缩后轴向卸载应力路径下的力学性质。基于灰关联模型分析了细观参数对宏观力学特性的影响规律。（2）研制了透明土隧道试验模型装...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
广州市荔湾区康王公交站地铁塌方现场
重庆大学博士学位论文2图1.1广州市荔湾区康王公交站地铁塌方现场Fig.1.1SubwaycpllapsesiteatKangwangBusStationLiwandistrict,Guangzhou图1.2佛山地铁2号线坍塌现场Fig.1.2FoshanMetroLine2collapsesite上述案例可以看出，地层塌陷造成生命财产的损失是巨大的。预测是做好预防事故发生的前提，要预防砂土地层隧道开挖引起的工程事故就必须首先能有效预测地层的变形。因此，深入研究砂土地层隧道开挖围岩变形的演化规律和失稳破坏机理是十分必要的，该课题的研究对确保工程安全顺利实施和工程成本控制有着重要意义。隧道开挖引起的变形不能只考虑地表沉降问题上，地层内部的变形同样不可
2透明土试验技术及颗粒流离散单元法132.14。图2.1熔融石英砂图2.2混合油Fig.2.1FusedsilicasandFig.2.2Mixedoil图2.3烘干箱图2.4最大干密度测试Fig.2.3DryingboxFig.2.4Maximumdrydensitytest图2.5最小干密度测试图2.6筛分试验Fig.2.5MinimumdrydensitytestFig.2.6Screeningtest
【参考文献】：
期刊论文
[1]透明砂土与天然砂土动力特性对比[J]. 孔纲强,李辉,王忠涛,文磊. 岩土力学. 2018(06)
[2]孔隙液体对透明土渗透特性影响对比试验[J]. 孔纲强,孙学谨,刘汉龙,傅钧义,王成青. 水利学报. 2017(11)
[3]透明土中孔隙液体折射率、黏度系数与稳定性[J]. 孔纲强,张鑫蕊,许文傧,孙学谨. 水利水电科技进展. 2017(04)
[4]考虑主应力轴方向的砂土各向异性强度准则与滑动面研究[J]. 董彤,郑颖人,孔亮,柘美. 岩土工程学报. 2018(04)
[5]我国隧道及地下工程近两年的发展与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2017(02)
[6]透明土中连续球体型锚杆拔出机理研究[J]. 夏元友,陈晨,NI Qing. 岩土工程学报. 2017(05)
[7]砂土的UH模型[J]. 姚仰平,刘林,罗汀. 岩土工程学报. 2016(12)
[8]熔融石英粒径对透明土位移测量精度的影响[J]. 常艳,雷振坤,赵红华,于绅坤. 岩土力学. 2017(02)
[9]Numerical simulations of failure behavior around a circular opening in a non-persistently jointed rock mass under biaxial compression[J]. Yang Xuxu,Jing Hongwen,Chen Kunfu. International Journal of Mining Science and Technology. 2016(04)
[10]基于透明土的4种锚杆拔出对比模型试验[J]. 夏元友,陈晨,NI Qing. 岩土工程学报. 2017(03)
博士论文
[1]化学注浆扩散机理的透明土试验研究[D]. 高岳.中国矿业大学 2016
[2]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
[3]隧道施工引起地层位移及建筑物变形预测的实用方法研究[D]. 韩煊.西安理工大学 2007
本文编号：2950439
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
广州市荔湾区康王公交站地铁塌方现场
重庆大学博士学位论文2图1.1广州市荔湾区康王公交站地铁塌方现场Fig.1.1SubwaycpllapsesiteatKangwangBusStationLiwandistrict,Guangzhou图1.2佛山地铁2号线坍塌现场Fig.1.2FoshanMetroLine2collapsesite上述案例可以看出，地层塌陷造成生命财产的损失是巨大的。预测是做好预防事故发生的前提，要预防砂土地层隧道开挖引起的工程事故就必须首先能有效预测地层的变形。因此，深入研究砂土地层隧道开挖围岩变形的演化规律和失稳破坏机理是十分必要的，该课题的研究对确保工程安全顺利实施和工程成本控制有着重要意义。隧道开挖引起的变形不能只考虑地表沉降问题上，地层内部的变形同样不可
2透明土试验技术及颗粒流离散单元法132.14。图2.1熔融石英砂图2.2混合油Fig.2.1FusedsilicasandFig.2.2Mixedoil图2.3烘干箱图2.4最大干密度测试Fig.2.3DryingboxFig.2.4Maximumdrydensitytest图2.5最小干密度测试图2.6筛分试验Fig.2.5MinimumdrydensitytestFig.2.6Screeningtest
【参考文献】：
期刊论文
[1]透明砂土与天然砂土动力特性对比[J]. 孔纲强,李辉,王忠涛,文磊. 岩土力学. 2018(06)
[2]孔隙液体对透明土渗透特性影响对比试验[J]. 孔纲强,孙学谨,刘汉龙,傅钧义,王成青. 水利学报. 2017(11)
[3]透明土中孔隙液体折射率、黏度系数与稳定性[J]. 孔纲强,张鑫蕊,许文傧,孙学谨. 水利水电科技进展. 2017(04)
[4]考虑主应力轴方向的砂土各向异性强度准则与滑动面研究[J]. 董彤,郑颖人,孔亮,柘美. 岩土工程学报. 2018(04)
[5]我国隧道及地下工程近两年的发展与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2017(02)
[6]透明土中连续球体型锚杆拔出机理研究[J]. 夏元友,陈晨,NI Qing. 岩土工程学报. 2017(05)
[7]砂土的UH模型[J]. 姚仰平,刘林,罗汀. 岩土工程学报. 2016(12)
[8]熔融石英粒径对透明土位移测量精度的影响[J]. 常艳,雷振坤,赵红华,于绅坤. 岩土力学. 2017(02)
[9]Numerical simulations of failure behavior around a circular opening in a non-persistently jointed rock mass under biaxial compression[J]. Yang Xuxu,Jing Hongwen,Chen Kunfu. International Journal of Mining Science and Technology. 2016(04)
[10]基于透明土的4种锚杆拔出对比模型试验[J]. 夏元友,陈晨,NI Qing. 岩土工程学报. 2017(03)
博士论文
[1]化学注浆扩散机理的透明土试验研究[D]. 高岳.中国矿业大学 2016
[2]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
[3]隧道施工引起地层位移及建筑物变形预测的实用方法研究[D]. 韩煊.西安理工大学 2007
本文编号：2950439
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