高地应力水平岩层隧道围岩稳定性特征

发布时间：2023-04-05 18:06

　　本文依托蒙华铁路多座高地应水平岩层隧道修建过程遇到的典型工程问题实际案例与仇文革教授、王刚博士研发的限阻耗能型支护结构在多座高地应水平岩层隧道初期支护优化的成功应用,旨在研究高地应力水平成层的多节理砂泥岩互层中修建隧道的围岩稳定性以及基于围岩压力构成分析与耗能型支护的支护理念及对策。主要完成了以下内容:(1)基于阳山隧道的地应力测试数据,分别采用了横观各向同性本构、多节理弹塑性本构分别对以砂岩为主及以泥岩为主的隧道的围岩稳定性进行了分析,并分析沿路径的地层应力分布规律。(2)基于地质勘查与掌子面揭示的地层分布进行计算模型的地层划分,分析了仅基于摩尔-库仑本构的围岩稳定性,并说明了对于软硬岩互层,采用台阶法开挖,存在“加荷”效应。并采用基于极限剪应变的极限分析划分了隧道的松动区。(3)基于掌子面揭示地质情况进行地层划分与极限剪应变的极限分析,分别采用应变软化本构模拟泥岩的应变软化,砂岩的脆性破坏特征,采用多节理本构模拟细密节理岩体,分析了基于现场实际工况的围岩稳定性,划分了松动区。(4)基于前述计算分析结果,说明了岩爆与大变形并非互斥事件,先岩爆后大变形或先大变形后岩爆在一定条件下均会发...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 高地应力水平岩层隧道围岩稳定性特征
    2.1 基于横观各向同性本构的围岩稳定性分析
        2.1.1 地层参数取值及计算工况设置
        2.1.2 计算结果分析
    2.2 基于多节理弹塑性本构模型的围岩稳定性分析
        2.2.1 以砂岩为主的砂泥岩互层计算结果分析
        2.2.2 以泥岩为主的砂泥岩互层计算结果分析
    2.3 基于地质勘查与掌子面揭示地层分布的围岩稳定性分析
        2.3.1 基于摩尔-库仑本构的不同地层划分的围岩稳定性特征
        2.3.2 基于极限剪应变与摩尔-库仑本构模型的围岩稳定性分析
        2.3.3 基于极限剪应变与应变软化本构模型的大变形风险与滞后性岩爆风险分析
        2.3.4 基于极限剪应变与弹塑性多节理本构模型的的不同地层划分的围岩稳定性分析
        2.3.5 综合前述的的阳山隧道大变形及岩爆塌方段破坏机理分析
        2.3.6 阳山隧道大变形及岩爆塌方段现场情况
    2.4 基于建立岩层接触面的软弱夹层工况的围岩稳定性分析
    2.5 隧道施工开挖稳定的纵向空间效应分析
        2.5.1 施工开挖纵向空间效应位移分析
        2.5.2 施工开挖纵向空间效应应力应变分析
第3章 高地应力水平岩层隧道合理计算边界与合理洞形分析与探讨
    3.1 模型合理计算边界探讨
    3.2 隧道合理洞形分析与探讨
第4章 高地应力水平岩层隧道设计理念及对策
    4.1 隧道支护承受的主要荷载类型
    4.2 基于如意隧道典型工况的松散压力与形变压力计算分析
    4.3 基于阳山隧道典型工况岩爆冲击能量分析
        4.3.1 弹性力学中弹性体的应变能原理
        4.3.2 基于弹性应变能原理的岩体应变能求解与岩爆吸能型支护设计方法
    4.4 高地应力水平岩层隧道的支护理念及对策
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间参加科研和发表论文情况
    攻读硕士期间参加科研
    攻读硕士期间发表论文情况



本文编号：3783874