软岩隧道支护设计优化研究

软岩论文 隧道论文 支护设计论文 数值模拟论文
论文详情
随着高速公路和铁路建设的快速发展,软岩隧道工程逐渐增多,但软岩隧道施工中暴露出支护参数确定难、支护施作时机选择难等问题,一直困扰着软岩隧道支护技术的应用与发展。本文在总结国内外软岩隧道支护理论发展的基础上,分析了软岩的工程特性、软岩隧道失稳和变形的力学机制、软岩隧道支护作用机理、软岩隧道支护优化理论,在此基础上应用MIDAS/GTS有限元软件以一软岩隧道为研究对象,通过建立平面有限元模型模拟分析了该软岩隧道开挖和支护全过程,并对此软岩隧道支护参数、支护方式进行优化研究。引入了荷载释放系数模拟软岩隧道开挖中围岩应力释放时空效应,以最能直观反映开挖围岩松动变形情况的围岩变形位移量为主要控制参数,对软岩隧道支护的施作时机进行优化研究,得到了软岩隧道支护最优施作时机,并在此基础上通过数值模拟分析了不同支护方式对软岩隧道开挖围岩变形的影响、软岩隧道支护中喷射混凝土强度等级对软岩隧道开挖围岩变形的影响、锚杆支护参数(锚杆长度、直径、间排距)对软岩隧道开挖围岩变形的影响,最后在前期分析的基础上,提出了软岩隧道最优支护参数用于软岩隧道支护。以上研究成果可为类似地质条件下软弱围岩隧道的设计和施工提供科学的理论依据和指导作用。
摘要第3-4页
ABSTRACT第4页
1 绪论第9-14页
    1.1 研究背景及意义第9-10页
    1.2 软岩隧道支护研究现状及发展方向第10-12页
    1.3 软岩隧道支护存在问题第12-13页
    1.4 本文研究的主要内容第13页
    1.5 本章小结第13-14页
2 软岩隧道支护作用机理第14-22页
    2.1 软岩的定义第14页
    2.2 软岩的力学属性第14-15页
    2.3 软岩隧道失稳的力学机理第15-17页
        2.3.1 软岩隧道变形的力学机制第15-16页
        2.3.2 软岩隧道变形特性的影响因素第16-17页
    2.4 软岩变形特点第17-18页
    2.5 软岩隧道支护结构特点第18-19页
    2.6 软岩隧道支护结构的作用机理第19-21页
        2.6.1 锚杆加固围岩机理第19页
        2.6.2 喷射混凝土作用机理第19-20页
        2.6.3 钢支撑作用机理第20页
        2.6.4 二次衬砌支护作用机理第20-21页
    2.7 本章小结第21-22页
3 软岩隧道支护设计优化理论第22-30页
    3.1 软岩隧道支护优化原理第22-23页
        3.1.1 软岩隧道支护基本原理第22页
        3.1.2 优化支护最佳时间和最佳时段第22-23页
    3.2 软岩隧道支护优化方法第23-27页
        3.2.1 软岩流变控制原理第23-24页
        3.2.2 软岩最优支护计算基本参数的确定第24-25页
        3.2.3 支护前围岩应力场的求解第25-26页
        3.2.4 稳定蠕变准则第26页
        3.2.5 求最优(小)支护力第26-27页
        3.2.6 求围岩蠕变稳定时的最大变形量第27页
    3.3 软岩隧道支护设计的基本原则第27-28页
        3.3.1 “对症下药”原则第27页
        3.3.2 过程原则第27页
        3.3.3 塑性圈原则第27-28页
        3.3.4 优化原则第28页
    3.4 软岩支护设计方法第28-29页
    3.5 本章小结第29-30页
4 软岩隧道支护设计优化模拟研究第30-54页
    4.1 有限元分析软件MIDAS/GTS 介绍第30页
    4.2 屈服准则选择第30-35页
        4.2.1 摩尔-库仑(Mohr-Coulomb)屈服准则第31页
        4.2.2 特雷斯卡(Tresca)准则第31-32页
        4.2.3 Ziekniewicz-Pande 准则第32页
        4.2.4 Mises 准则第32-33页
        4.2.5 双剪应力及广义双剪应力准则第33页
        4.2.6 Lade-Dunean 准则和Lade 准则第33-34页
        4.2.7 Drucker-Prager 准则第34页
        4.2.8 岩土类材料屈服与破坏特征第34-35页
    4.3 计算模型的建立第35-38页
        4.3.1 支护措施的处理第35-36页
        4.3.2 模型计算参数的选取第36页
        4.3.3 计算模型的网格建立与划分第36-37页
        4.3.4 荷载释放系数的实现第37-38页
        4.3.5 计算步骤第38页
    4.4 隧道支护数值模拟研究第38-53页
        4.4.1 隧道开挖支护结果及分析第38-40页
        4.4.2 软岩隧道支护时间优化研究第40-41页
        4.4.3 软岩隧道支护形式优化研究第41-44页
        4.4.4 混凝土支护强度优化研究第44-46页
        4.4.5 锚杆支护参数优化研究第46-53页
    4.5 本章小结第53-54页
5 结论和展望第54-55页
    5.1 结论第54页
    5.2 展望第54-55页
致谢第55-56页
参考文献第56-59页
附录第59页
论文购买
论文编号ABS539836,这篇论文共59页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付17.7
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付29.5
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656