地下隧洞围岩的长期强度及稳定性分析

发布时间：2017-11-14 17:11

  本文关键词：地下隧洞围岩的长期强度及稳定性分析

  更多相关文章： 长期强度 微裂纹发展 损伤 破坏时间

【摘要】：我国山地和高原面积广阔,隧洞工程一直是我国基础设施建设的重要组成部分。随着我国经济水平的提高,国家正在积极建设各种隧洞工程,以缓解交通压力和满足能源、环保等方面的需求。因此,隧洞工程的稳定性是一个重要的研究课题。地下隧洞围岩稳定性问题涉及到多方面的因素,围岩的长期强度是重要的因素之一。本文采用数值分析软件FLAC3D,分别从时间、微裂纹损伤角度计算分析不同时间点、不同长期强度下隧洞围岩关键点的位移、应力以及塑性区分布的变化,主要的研究成果如下：(1)根据摩尔-库伦准则推导出岩体抗压、抗拉强度与强度参数内摩擦角、粘聚力之间的相互关系,结合岩石蠕变强度-时间的函数关系,求出不同时间的岩石强度参数序列,依次改变数值模型中不同时间点的强度参数进行计算,分别得到不同时间关键点的位移、应力和隧洞围岩塑性区分布,并对隧洞围岩的稳定性作出判断；(2)通过分析岩石微裂纹发展过程中裂纹体积变化规律,结合岩石单轴压缩试验得到微裂纹发展不同阶段裂纹体积数据,建立裂纹体积占岩石总体积之比λ与岩石强度损伤变量D函数关系,并根据微裂纹发展过程中不同阶段所定义的长期强度,分别计算不同长期强度下隧洞关键点的位移、应力和隧洞围岩的塑性区分布,并对隧洞围岩的稳定性作出判断；(3)结合MSDPu强度准则与次临界裂纹生长理论推导出来的隧洞围岩破坏时间预测方法,计算出隧洞开挖完成后,隧洞围岩分别取微裂纹启动强度σci、微裂纹损伤强度σcd作为长期强度时,隧洞顶点出现破坏的时间,并得出围岩长期强度越大,破坏出现的时间越晚的结论；隧洞围岩长期强度一定时,原始地应力越小,围岩破坏时间越晚。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU457

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本文编号：1186283