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断层破碎带地段隧道施工力学行为研究

作　者: 黎盼
导　师: 杨晓华
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 公路隧道断层破碎带模型试验数值分析力学行为
分类号: U455
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年来，随着我国经济的快速发展，交通需求的不断激增，公路建设已经进入了高峰期，隧道修建数量越来越多，遇到的地质体也越来越复杂。当隧道穿过断层破碎带围岩时，由断层破碎带引起塌方、涌水等地质灾害经常会造成工期延误、生命财产损失，甚至会影响到隧道的正常运营。因此，对断层破碎带地段隧道施工力学行为进行研究具有极其重要的意义。本文结合广西壮族自治区重点科技攻关项目《南方山区公路隧道施工安全保障与结构长期稳定性技术研究》课题，以隧道穿过断层破碎带围岩为研究对象，采用统计分析、模型试验、数值模拟相结合的方法，对自重应力场作用下、不同产状断层、不同开挖方法时隧道、断层周围的应力应变场及支护结构的受力情况进行了深入的研究。论文主要工作内容如下：1.通过文献查阅及现场调研，统计分析了大量公路、铁路隧道和水工隧洞由断层破碎带引起塌方的工程实例，总结了断层破碎带地段隧道围岩破坏机理。2.基于统计分析，设计了模型试验方案，选用以几何相似比（CL=30）和容重相似比（Cr=1）为基础相似比，实现在弹性范围内控制各物理力学参数的全相似性，进而开展相似材料配比试验，制作隧道模型，对自重应力场作用下，不同产状断层、不同开挖方法时隧道围岩的应力、应变场及支护结构的受力情况进行了研究，归纳了不同产状断层时围岩应力、位移及衬砌应力的变化规律。3.结合室内试验数据，采用有限元分析软件ANSYS进行三维数值模拟，作为对模型试验的补充，并将模型试验结果与数值分析结果进行对比分析，得出了隧道在开挖过程中围岩力学特性，该结论对隧道施工有指导意义，并为类似隧道的安全施工和设计提供了参考依据。

断层破碎带地段隧道施工力学行为研究

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