节理岩体弹性抗力系数及其各向异性研究

发布时间：2017-04-13 23:14

  本文关键词：节理岩体弹性抗力系数及其各向异性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：弹性抗力系数是表征围岩抵抗衬砌向围岩方向变形能力的力学指标,也是隧道支护设计中不可或缺的重要力学参数。目前在隧道工程设计中,一般不考虑围岩弹性抗力系数的各向异性问题。实验和实践已经证明,岩体的变形、破坏及应力在岩体中传播途径除了受结构体和结构面的控制之外,岩体的结构特性也是一项重要的影响因素。对于工程中常见的节理岩体,由于岩体中数量众多的各类节理的存在,会导致围岩力学性质与方向有关,因此,研究节理对围岩弹性抗力系数的影响规律及节理岩体弹性抗力系数的各向异性特征,对于隧道支护设计具有重要的理论意义和工程指导作用。本文采用离散单元法计算软件UDEC4.0,通过模拟围岩弹性抗力系数的测试过程,对节理岩体弹性抗力系数及各向异性特征进行了研究,以由节理面结合好或结合一般的较完整软岩构成的Ⅳ级围岩为对象,分析了节理间距和节理倾角对围岩弹性抗力系数及各向异性特征的影响。本文的主要工作和成果如下：(1)利用离散单元法对围岩弹性抗力系数的计算进行试验方案设计。(2)分析0.4m-1.Om节理间距对Ⅳ级围岩弹性抗力系数的影响,探究节理间距改变时弹性抗力系数的变化规律。(3)分析30。-125。节理倾角对Ⅳ级围岩弹性抗力系数的影响,探究节理倾角改变时弹性抗力系数的变化规律。(4)分析节理条件下隧道围岩弹性抗力系数的各向分布情况,初步探究弹性抗力系数的各向异性问题。
【关键词】：岩体 弹性抗力系数 节理间距 节理倾角 分布规律 各向异性
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU45
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 选题背景和研究意义11-14
• 1.1.1 选题背景11-12
• 1.1.2 研究意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-20
• 1.2.1 围岩弹性抗系数的理论计算研究14-16
• 1.2.2 围岩弹性抗系数的现场试验研究16-18
• 1.2.3 节理性岩体弹性抗系数各向异性的国内外研究现状18-20
• 1.3 论文研究内容和研究目标20-21
• 1.3.1 论文研究内容20
• 1.3.2 论文研究目标20-21
• 2 UDEC求解节理岩体弹性抗力系数试验方案设计21-31
• 2.1 引言21-22
• 2.2 UDEC 4.0求解问题基本步骤22-27
• 2.2.1 引言22-23
• 2.2.2 建立初始节理模型23-27
• 2.3 UDEC4.0节理岩体弹性抗力系数试验方案设计27-30
• 2.3.1 UDEC中施加径向压力27
• 2.3.2 隧道周边位移监测27-29
• 2.3.3 弹性抗力系数的计算29
• 2.3.4 试验方案的改进29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3 节理间距对围岩弹性抗力系数的影响分析31-67
• 3.1 计算参数选取31-32
• 3.2 节理间距为0.4m时围岩弹性抗力系数计算32-40
• 3.2.1 建立模型32
• 3.2.2 各级径向压力下的位移计算32-38
• 3.2.3 弹性抗力系数计算38-40
• 3.3 节理间距为0.6m时的围岩弹性抗力系数计算40-47
• 3.3.1 建立模型40
• 3.3.2 各级径向压力下的位移计算40-45
• 3.3.3 弹性抗力系数计算45-47
• 3.4 节理间距为0.8m时的围岩弹性抗力系数计算47-55
• 3.4.1 建立模型47-48
• 3.4.2 各级径向压力下的位移计算48-53
• 3.4.3 弹性抗力系数计算53-55
• 3.5 节理间距为1.0m时的围岩弹性抗力系数计算55-62
• 3.5.1 建立模型55
• 3.5.2 各级径向压力下的位移计算55-60
• 3.5.3 弹性抗力系数计算60-62
• 3.6 结果分析62-65
• 3.6.1 节理间距对弹性抗力系数的影响分析62-63
• 3.6.2 弹性抗力系数k的各向异性分析63-65
• 3.7 本章小结65-67
• 4 节理倾角对围岩弹性抗力系数的影响分析67-101
• 4.1 计算参数选取67
• 4.2 节理倾角为30°时围岩弹性抗力系数计算67-74
• 4.2.1 建立模型67
• 4.2.2 各级径向压力下的位移计算67-72
• 4.2.3 弹性抗力系数计算72-74
• 4.3 节理倾角为75°时围岩弹性抗力系数计算74-81
• 4.3.1 建立模型74-75
• 4.3.2 各级径向压力下的位移计算75-80
• 4.3.3 弹性抗力系数计算80-81
• 4.4 节理倾角为90°时的围岩弹性抗力系数计算81-89
• 4.4.1 建立模型81-82
• 4.4.2 各级径向压力下的位移计算82-87
• 4.4.3 弹性抗力系数计算87-89
• 4.5 节理倾角为125°时的围岩弹性抗力系数计算89-96
• 4.5.1 建立模型89
• 4.5.2 各级径向压力下的位移计算89-94
• 4.5.3 弹性抗力系数计算94-96
• 4.6 结果分析96-98
• 4.6.1 节理倾角对弹性抗力系数k的影响分析96-97
• 4.6.2 弹性抗力系数k的各向异性分析97-98
• 4.7 本章小结98-101
• 5 结论与展望101-103
• 5.1 结论101-102
• 5.2 展望102-103
• 参考文献103-107
• 作者简历107-111
• 学位论文数据集111

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本文编号：304696