節(jié)理巖體中扁平大跨地下洞室圍巖破壞模式研究.pdf

1、隨著近年來，高速公路隧洞、高速鐵路隧洞、城市地鐵等大量地下工程的興建，所遇到的工程地質(zhì)條件越來越復(fù)雜。由于節(jié)理巖體的復(fù)雜性，以往基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)應(yīng)用于分析地下工程的方法已經(jīng)難于滿足對節(jié)理巖體中地下工程問題的分析和工程建設(shè)的要求。圍巖壓力計算是各類地下支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，而圍巖壓力的準確計算又依賴于圍巖破壞模式的準確確定，又由于巖體本身是經(jīng)過各種物理化學(xué)變化而形成的天然地質(zhì)體，力學(xué)特性較一般材料要復(fù)雜得多，對圍巖破壞模式的影響因素也眾多，

2、又由于扁平大跨地下洞室穩(wěn)定性較差、變形破壞復(fù)雜，因此研究節(jié)理巖體中扁平大跨地下洞室圍巖的破壞模式也就顯得尤為重要。本論文依托國家自然科學(xué)基金面上項目，針對含有三組貫通節(jié)理巖體中扁平大跨地下洞室圍巖破壞模式研究，采用離散單元數(shù)值模擬與理論分析相結(jié)合的研究方法，對Ⅱ級圍巖（硬巖）、Ⅲ級圍巖（較硬巖）中地下洞室開挖后圍巖的破壞模式、圍巖的破壞過程、破壞模式的產(chǎn)生條件、破壞模式的影響因素、典型破壞模式的工程調(diào)控策略等進行了分析。論文取得以下主要

3、研究成果。
　　(1)通過國內(nèi)外文獻調(diào)研，歸納總結(jié)出國內(nèi)外關(guān)于破壞模式的相關(guān)研究成果，并提出目前研究中存在的問題，對以往的研究結(jié)果進行分析得出破壞模式影響因素眾多的結(jié)論，從而確定了主要研究內(nèi)容和研究技術(shù)路線。
　　(2)通過正交試驗方法設(shè)計試驗方案，采用離散單元法對含有三組貫通節(jié)理巖體中扁平大跨地下洞室開挖進行數(shù)值模擬，歸納總結(jié)出Ⅱ級圍巖條件下有拱頂?shù)魤K、楔形破壞、拱頂整體垮塌、拱頂彎折內(nèi)鼓、拱頂直筒型破壞5種破壞模式，Ⅲ級

4、圍巖條件下有拱頂?shù)魤K、拱頂?shù)魤K-邊墻擠出、拱頂?shù)魤K-底板隆起、拱頂直筒型（煙囪型）破壞、邊墻擠出、拱頂楔形破壞、拱頂整體垮塌、拱頂彎折-底板隆起、拱頂彎折內(nèi)鼓9種破壞模式。對Ⅱ、Ⅲ級圍巖條件下各種破壞模式的破壞過程進行分析，得出破壞過程可以劃分為裂隙出現(xiàn)階段、裂隙擴展階段、裂隙持續(xù)擴展階段、破壞完成階段。對Ⅱ、Ⅲ級圍巖每一種破壞模式的產(chǎn)生條件進行定性分析，得出每一種破壞模式的主要控制影響因素。
　　(3)通過單因素試驗，研究了節(jié)理