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(lái)，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(lái)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(duì)節(jié)理巖體中地下工程問(wèn)題的分析和工程建設(shè)的要求。圍巖壓力計(jì)算是各類地下支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而圍巖壓力的準(zhǔn)確計(jì)算又依賴于圍巖破壞模式的準(zhǔn)確確定，又由于巖體本身是經(jīng)過(guò)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(duì)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(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，針對(duì)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(duì)Ⅱ級(jí)圍巖（硬巖）、Ⅲ級(jí)圍巖（較硬巖）中地下洞室開(kāi)挖后圍巖的破壞模式、圍巖的破壞過(guò)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(jìn)行了分析。論文取得以下主要

3、研究成果。
　　(1)通過(guò)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研，歸納總結(jié)出國(guó)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(wèn)題，對(duì)以往的研究結(jié)果進(jìn)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?jī)?nèi)容和研究技術(shù)路線。
　　(2)通過(guò)正交試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，采用離散單元法對(duì)含有三組貫通節(jié)理巖體中扁平大跨地下洞室開(kāi)挖進(jìn)行數(shù)值模擬，歸納總結(jié)出Ⅱ級(jí)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(jí)

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(duì)Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖條件下各種破壞模式的破壞過(guò)程進(jìn)行分析，得出破壞過(guò)程可以劃分為裂隙出現(xiàn)階段、裂隙擴(kuò)展階段、裂隙持續(xù)擴(kuò)展階段、破壞完成階段。對(duì)Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖每一種破壞模式的產(chǎn)生條件進(jìn)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(guò)單因素試驗(yàn)，研究了節(jié)理