隧道土石混合体围岩力学性质及稳定性分析

发布时间：2017-06-06 13:03

  本文关键词：隧道土石混合体围岩力学性质及稳定性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：土石混合体作为一种区别于均质土体和破裂岩体的复杂地质结构,其内部排列着不同形状、尺寸、粗糙程度以及数量的碎石体,具有明显的非均匀性、离散性和各向异性,严重影响着穿越土石混合体地层的隧道围岩稳定,常引起塌方、冒顶、仰拱隆起、支护结构损伤甚至是衬砌结构的整体失稳等现象。本文针对G314国道公格尔隧道进出口段围岩为土石混合体地层的工程特点,采用现场原位试验及数值模拟计算等方法,分析不同含石率及粗糙度土石混合体的力学性质,并据此应用数值模拟计算和现场监控量测的方法,分析隧道土石混合体围岩稳定性,为隧道土石混合体围岩稳定控制提供参考。主要工作和研究成果如下:(1)通过现场原位试验,分析了土石混合体的粒径分布情况,研究并获得了土石混合体的强度和变形特征;(2)根据现场土石混合体筛分试验结果和地质勘察资料,基于土石混合体对数正态随机分布结构理论,应用MATLAB数值计算软件和Flac3D有限差分软件进行了土石混合体三轴压缩数值模拟试验,获得了不同含石率、粗糙度土石混合体的力学性质及变形特征;(3)基于土石混合体的力学性质,采用数值计算的方法,分析了隧道不同开挖方法、埋深及含石率土石混合体围岩的变形及稳定特征,并提出了确保围岩稳定的加固措施;(4)进行了隧道土石混合体围岩变形监控量测,为其稳定性分析和变形控制提供了依据。
【关键词】：土石混合体 强度试验 隧道稳定性 数值模拟 监控量测
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U451.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-19
• 变量注释表19-21
• 1 绪论21-31
• 1.1 选题背景及研究意义21-22
• 1.2 土石混合体的国内外研究现状22-25
• 1.3 隧道围岩稳定控制国内外研究现状25-28
• 1.4 存在的问题28
• 1.5 研究内容、方法和技术路线28-31
• 2 土石混合体力学性质原位试验研究31-45
• 2.1 工程概况31-33
• 2.2 试验点选取33-34
• 2.3 试验方案设计34-37
• 2.4 土石混合体粒径成分分析37-39
• 2.5 土石混合体强度及变形特征分析39-43
• 2.6 本章小结43-45
• 3 土石混合体力学性质数值模拟分析45-78
• 3.1 土石混合体结构特征分析45-46
• 3.2 土石混合体随机结构模型46-51
• 3.3 模型建立51-53
• 3.4 三轴试验数值模拟分析53-77
• 3.5 本章小结77-78
• 4 隧道土石混合体围岩稳定性分析78-104
• 4.1 隧道围岩稳定影响因素分析78-81
• 4.2 隧道结构失稳分析81-82
• 4.3 计算模型82-83
• 4.4 数值模拟结果分析83-102
• 4.5 本章小结102-104
• 5 现场监控量测分析104-112
• 5.1 开挖方法及支护方式104
• 5.2 监控量测方案104-107
• 5.3 监测数据分析107-110
• 5.4 数值模拟与监控量测对比分析110-111
• 5.5 本章小结111-112
• 6 结论与展望112-114
• 6.1 结论112
• 6.2 展望112-114
• 参考文献114-119
• 作者简历119-121
• 学位论文数据集121

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