某长大隧道地应力特征及围岩开挖稳定性分析

发布时间：2017-09-29 03:28

  本文关键词：某长大隧道地应力特征及围岩开挖稳定性分析

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【摘要】：地应力是土木水利工程建设的基本地质条件之一,也是隧道、边坡等岩土工程设计和施工的必要条件。本文结合实际工程问题,在搜集、阅读前人研究结果的基础上,通过工程现场地应力测量,综合运用岩石力学、有限元数值分析、数理统计等基础方法,对何家梁隧道工程区地应力场进行较为系统、全面的分析研究;同时充分考虑地应力对隧道围岩稳定性的作用,从隧道开挖进尺和开挖方法及变形支护对策展开研究,从而达到理论分析与实践工程相结合的目的。本论文的研究工作主要如下:1、基于国内外文献搜集与分析,概述总结了地应力测试及地应力场模拟分析、隧道围岩稳定性的研究方法与现状。2、详细介绍传统水压致裂法与三孔交汇三维水压致裂法地应力测量的基本方法,并就何家梁隧道不同位置和埋深的地应力现场实测结果进行特征分析。3、在地应力实测数据和工程地质资料分析的基础上,对研究区域地应力场利用随机权重粒子群算法进行有限元反演计算,根据反演计算结果,综合分析了工程区岩体初始应力场变化规律,并对地应力状态进行了划分和判定。4、以初始应力场反演结果为边界条件,运用ABAQUS三维数值仿真技术建立何家梁隧道力学计算模型,对施工过程进行了模拟分析。分析研究了不同开挖进尺与不同开挖方法下围岩的应力、位移及塑性区的分布规律,并就隧道施工变形控制技术中锚杆长度对围岩稳定性的影响提出优化建议。
【关键词】：何家梁隧道 地应力测量 随机权重粒子群算法 应力场反演 开挖稳定性 变形控制
【学位授予单位】：长江科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U451
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 选题依据与研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 地应力测试方法11-13
• 1.2.2 地应力场模拟分析方法13-15
• 1.2.3 围岩稳定性评价方法15-17
• 1.3 本文主要研究内容及技术路线17-20
• 1.3.1 主要研究内容17-19
• 1.3.2 本文技术路线19-20
• 第二章 工程地质概况及现场地应力测试20-36
• 2.1 何家梁隧道地质概况20-25
• 2.1.1 工程地质环境20-23
• 2.1.2 隧道洞身主要地质问题23-24
• 2.1.3 主要岩体围岩分级及基本参数24-25
• 2.2 地应力测试原理25-30
• 2.2.1 传统水压致裂法地应力测量25-28
• 2.2.2 三孔交汇三维水压致裂法地应力测量28-30
• 2.3 地应力测试结果及分析30-35
• 2.3.1 地应力测孔布置30-31
• 2.3.2 测试结果及分析31-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第三章 隧址区三维初始应力场反演分析36-58
• 3.1 改进粒子群优化算法基本原理36-39
• 3.2 基于改进粒子群算法的三维地应力场反演39-44
• 3.2.1 三维地质模型的建立39-41
• 3.2.2 边界条件的施加41-42
• 3.2.3 主应力量值与方向的确定42-44
• 3.3 地应力场反演结果及拓展分析44-51
• 3.3.1 地应力场计算结果及分析44-47
• 3.3.2 隧址区初始地应力场特征47-49
• 3.3.3 地应力场特征影响因素综合分析49-51
• 3.4 何家梁隧道地应力区段划分51-57
• 3.4.1 地应力状态的划分和判定51-55
• 3.4.2 何家梁隧道高地应力现象55-57
• 3.5 本章小结57-58
• 第四章 隧道开挖期围岩稳定性数值分析58-85
• 4.1 有限元分析软件ABAQUS简介58-59
• 4.2 隧道开挖期数值模拟实施过程59-65
• 4.2.1 隧道计算模型的建立59-61
• 4.2.2 本构模型的选取61-63
• 4.2.3 初始地应力场的施加63-65
• 4.2.4 围岩开挖与支护的模拟65
• 4.3 开挖进尺对围岩稳定性的影响65-69
• 4.3.1 不同开挖进尺对围岩位移场的影响66-67
• 4.3.2 不同开挖进尺对围岩应力场的影响67-69
• 4.4 开挖方法对围岩稳定性的影响69-78
• 4.4.1 不同开挖方法对围岩位移场的影响70-73
• 4.4.2 不同开挖方法对围岩应力场的影响73-78
• 4.5 支护参数对围岩稳定性的影响78-84
• 4.5.1 不同锚杆长度对围岩位移场的影响78-79
• 4.5.2 不同锚杆长度对围岩应力场的影响79-84
• 4.6 本章小结84-85
• 第五章 结论与展望85-88
• 5.1 主要结论85-86
• 5.2 研究展望86-88
• 参考文献88-93
• 学术论文及参与的课题93-94
• 致谢94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：939756