深部隧道围岩的局部破坏失稳机制与有限变形分析

发布时间：2021-03-18 12:12

　　随着人类对于矿产、能源、交通等的需求越来越高,深部地下工程是未来发展的必然趋势,并常常呈现出大规模、大埋深的特点。对于深部地下隧道而言,开挖引起的灾害越来越频繁,诸如围岩大变形、边墙失稳,侧壁崩塌等变形破坏现象与浅层情况都有很大的不同,甚至有时可能引起岩爆。这些灾害严重威胁地下工程施工以及运营期间的生命财产安全,并向地下隧道的安全和稳定性分析提出了更高的要求和更大的挑战。针对深部高地应力条件下隧道局部破坏以及失稳这一问题,与传统基于小变形分析方法不同的是,本论文基于有限变形理论,结合真实破裂过程分析软件RFPA 2D,建立了一种新的渐进破坏分析方法,主要分以下几个方面工作:（1）基于有限变形理论,编制了相应的计算程序,与考虑岩体材料渐进破坏分析的RFPA软件相连接,并通过数值算例验证了程序的正确性。（2）针对深部硬岩隧道中直墙和圆形隧道边墙在高地应力作用下的破坏和失稳现象,分别采用小变形（Small Deformation Analysis,SDA）方法和有限变形（Finite Deformation Analysis,FDA）方法,模拟了硬岩单轴情况下实验室尺度和工程尺度下的破坏过程... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 有限变形的研究现状
        1.2.2 隧道围岩及其稳定性的研究现状
    1.3 主要研究内容与创新点
2 基于有限变形的RFPA算法实现
    2.1 基于统计分布的代表性体积单元
    2.2 RVE的本构关系及损伤演化
    2.3 基于有限变形分析的有限元程序实现
    2.4 算例验证
        2.4.1 有限变形下的应变度量
        2.4.2 悬臂梁在平面内弯曲荷载作用下的变形
        2.4.3 横向载荷作用下的L形梁
3 深部岩石的破坏失稳分析
    3.1 单轴情况下的破坏失稳机制
        3.1.1 实验室尺度模拟结果（第一组）
        3.1.2 工程尺度模拟结果（第二组）
        3.1.3 能量分析
    3.2 弯曲薄岩层的破坏与失稳
4 直墙拱形隧道的局部破坏失稳分析
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]深部岩石工程力学特性及地应力测试研究综述[J]. 邬爱清,朱杰兵.  长江科学院院报. 2014(10)
[2]深部工程围岩特性及非线性动态力学设计理念[J]. 何满潮,吕晓俭,景海河.  岩石力学与工程学报. 2002(08)
[3]深部高应力下的资源开采与地下工程——香山会议第175次综述[J]. 赵生才.  地球科学进展. 2002(02)
[4]二郎山隧道在高地应力条件下大变形破坏机理的研究及治理原则[J]. 李永林.  公路. 2000(12)

博士论文
[1]基于有限变形理论的岩石变形与破坏问题研究[D]. 高亚楠.中国矿业大学 2012
[2]有限变形理论及其在岩土工程中的应用[D]. 韩昌瑞.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2009



本文编号：3088299