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两条贯通结构面不同位置组合条件下洞室围岩变形规律分析

作　者: 张承客
导　师: 李宁
学　校: 西安理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 岩石力学地下洞室围岩稳定结构面数值试验
分类号: TU457
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

地下洞室工程施工中常会遇到两条断层组合,如何能够快速得到围岩的稳定性评价,确保信息化施工顺利进行,是亟需解决的问题。本文以大型数值仿真分析系统FINAL为平台,不从大量的数值试验计算出发,而是尝试对几种典型的不同部位结构面组合进行系统的数值试验,进而建立两条结构面单独作用与两条结构面组合共同作用下二者之间的关系,为原有单断层分析平台升级提供试验数据支持。期望能够解决施工信息化的难题,为施工信息化进一步发展和在地下洞室工程中的应用提供技术支持。本文研究工作的主要进展和结论可归纳为以下几个方面：(1)首先得到两条结构面单独作用与组合结构面共同作用二者之间并不是简单的叠加或耦合关系。(2)为了判断组合结构面中单结构面所起的作用,本文尝试性提出影响系数和影响比值的概念：根据单结构面作用占两条结构面组合共同作用影响的百分比,定义了影响系数的概念,同时将结构面2影响系数／结构面1影响系数的比值称为影响比值,规定影响比值大于等于1.0。(3)根据影响比值的不同(具体界限值应结合工程中的允许偏差值)将结构面组合中的单结构面分为两种类型：叠加型和控制型结构面；前者出现于对称分布及近似对称的结构面组合中,影响比值较小,接近1.0,后者结构面形式存在于大多数结构面组合中。(4)通过分别固定拱顶结构面DD和DR,变化与其组合的另一结构面,得到控制型结构面的特性及量化结果。(5)通过分析几组对称分布的结构面组合BL+BR、JL+JR、DL+DR,得到叠加型结构面的规律。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-20
  1.1 引言  8-10
  1.2 围岩稳定分析研究的历史与现状  10-12
  1.3 结构面对隧洞围岩稳定影响研究现状  12-14
  1.4 新奥法喷锚支护理论与设计研究现状  14-16
    1.4.1 喷锚支护理论研究概况  14-15
    1.4.2 喷锚支护设计方法现状  15-16
    1.4.3 锚喷支护的数值分析现状  16
  1.5 人工智能方法研究现状  16-17
  1.6 本文研究思路与工作内容  17-20
    1.6.1 当前研究中存在的问题  17-18
    1.6.2 研究思路、方法  18
    1.6.3 研究内容  18-20
2 数值仿真试验理论  20-28
  2.1 引言  20
  2.2 分析区域与边界条件的确定  20-28
    2.2.1 分析区域  20
    2.2.2 边界条件  20-21
    2.2.3 初始地应力场的确定  21
    2.2.4 计算参数的选取  21-23
    2.2.5 应力～应变关系与破坏准则  23-24
    2.2.6 各种材料的模拟模型  24-28
3 两条结构面条件下洞室变形规律分析  28-58
  3.1 两条断层洞室变形规律分析研究方法提出  28-29
  3.2 仿真试验方案简介  29-30
  3.3 断层分布部位及本文研究结构面的组合形式  30-35
    3.3.1 引言  30
    3.3.2 断层分布位置的定义  30-35
  3.4 不同分布部位结构面组合围岩变形规律  35-55
    3.4.1 拱顶结构面组合  36-39
    3.4.2 拱肩与拱顶结构面组合  39-43
    3.4.3 边墙与拱肩结构面组合  43-46
    3.4.4 拱肩结构面组合  46-47
    3.4.5 边墙与拱顶结构面组合  47-52
    3.4.6 结构面类型划分设想  52-55
  3.5 小结  55-58
4 两种类型结构面对洞室变形规律研究  58-70
  4.1 控制型结构面对洞室变形规律研究  58-61
    4.1.1 引言  58
    4.1.2 固定拱顶结构面DD  58-59
    4.1.3 固定拱顶结构面DR  59-61
    4.1.4 组合结构面变形机理分析  61
  4.2 固定边墙结构面BR  61-65
    4.2.1 竖向位移变化规律  61-63
    4.2.2 水平位移变化规律  63-65
  4.3 叠加型结构面对洞室变形规律研究  65-68
    4.3.1 引言  65
    4.3.2 竖向位移规律  65-67
    4.3.3 水平位移规律  67-68
  4.4 小结  68-70
5 两条结构面洞室支护结构内力预测与稳定性评价专家系统  70-76
  5.1 支护结构内力预测  70-72
  5.2 稳定性评价专家系统  72-76
    5.2.1 洞室整体稳定性评价  72-73
    5.2.2 支护结构强度稳定性评价  73-74
    5.2.3 支护方案调整决策  74-76
6 结论与展望  76-79
  6.1 结构面类型划分设想  76
  6.2 控制型结构面对洞室变形规律  76-77
  6.3 叠加型结构面对洞室变形规律  77
  6.4 展望  77-79
7 致谢  79-80
8 参考文献  80-84
笔者攻读硕士学位期间从事的实践工作和主要成果  84

两条贯通结构面不同位置组合条件下洞室围岩变形规律分析

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