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文档简介
1、岩体稳定性研究方向文献综述 长期以来,隧洞围岩稳定性研究一直是工程地质学者研究的重要课题,围岩稳定性评价是地下工程设计、施工以及维护中的一个重要环节。稳定性评价结果的正确是否直接影响着工程的安全性和经济合理性。作为岩体力学研究的重要内容,围岩稳定性评价经历了“经验判断理论分析数值计算”的发展过程1,,有关方法已在地下工程的建设中发挥了巨大的作用,但同时也对围岩稳定性评价方法,尤其是围岩破坏的判据,提出了更高的要求。因此,探索新的、实用的稳定性评价方法,是生产实践中提出的永恒的研究课题。通过对地下工程围岩稳定性的研究学习,首先介绍目前国内外对围岩稳定性评价方法的研究成果,接着对影响地下隧洞围岩稳
2、定性的因素以及围岩的变形破坏模式进行了阐述,最后结合工程案例采用数值分析的方法对隧洞开挖围岩变形破坏模式进行了分析。1 隧洞围岩稳定性分析方法 隧洞围岩的稳定性分析主要包括隧洞的整体稳定性分析和局部块体的稳定性分析,分析方法大致可归纳为工程地质类比法、解析法、和模拟试验法等。1.1围岩整体稳定性评价 (1)解析法 解析法是指采用数学力学的计算取得闭合解的方法28,计算围岩中的应力分布状态及位移从而进行围岩稳定性评价4。对于规则的圆形断面和均质、各向同性的隧道围岩,解析解较为精确,参数也容易确定;张倬元、王士天、王兰生给出了均质、含有单一(或一组)软弱结构面围岩及顶拱围岩中简单结构块体稳定性的解
3、析分析方法;蔡美峰等得出了特定形状巷道(如轴对称圆形巷道、一般圆巷道、椭圆巷道等)围岩应力状态的解析解。其他形状的洞室可通过复变函数法求取近似解。于学馥、刘怀恒应用复变函数对围岩应力状态及变形进行求解,得出了解析解。运用复变函数进行非圆形洞室分析的前提是获取洞室的映射函数,因此如何求取简单合理的映射函数成为近年来研究的一个热点,钱伯勤推导出单孔无限域应力函数的通式,王润富提出了一种保角映射法并编制了相应的微机程序,范广勤等应用三个绝对收敛级数相乘法求解非圆形洞室的外域映射函数,吕爱钟,提出了应用最优化技术求解任意截面形状巷道映射函数的新方法,朱大勇等提出了一种新的可以求解任意形状洞室映射函数的
4、计算方法,并将其用于复杂形状洞室围岩应力的弹性解析分析22。 解析方法可以解决的实际工程问题十分有限。但是,通过对解析方法及其结果的分析,往往可以获得一些规律性的认识,这是非常重要和有益的。 (2)工程地质类比法(围岩分类法) 经验类比法是大型地下洞室群围岩稳定性评价的重要方法之一,尤其在勘测资料较少的可行性研究阶段,更能发挥其作用8。其中,围岩分类法简单、明了,从而成为被广泛使用的工程地质类比方法。 国外的地下洞室围岩质量评价始于二十世纪,初期出现了普氏岩石分级法,随后,Terzaghi 根据阿尔卑斯山公路隧道支护施工的经验,从描述各种岩层的特征入手最早提出隧道围岩分级;随后,Lauffer
5、 提出了隧道有效跨度的稳定时间这一概念,主要以毛洞稳定时间为指标进行分级;1969 年,Deer提出了RQD分类法,随后 RQD 成为国内外广泛采用的 RMR 分类法、Q 分类法等综合分类法的基本元素之一,因此得到广泛应用。1973年,Bieniawski 基于岩石单轴抗压强度、不连续面间距、RQD、不连续面条件、地下水条件等基本参数对岩体进行分类,提出了更为具体的岩体分类方法 RMR 法。1974 年,Barton 等学者在分析研究大量的地下工程开挖实例的基础上,把工程要素与岩石质量指标统一起来,以节理组数、节理粗糙度系数、节理蚀变影响系数等为基本参数,提出了隧道指标方法Q 分类法12。19
6、79年,国内学者谷德振等提出Z 系统分类法;1980 年王思敬等人提出弹性波指标Za分类;1985 年长江水利委员会的三峡YZP分类;1988年水电部昆明勘测设计院提出大型水电站地下洞室围岩分类;1990 年,王思敬岩体力学性能质量系数 Q 分类等等46。同时,我国交通部,水电部,建设部等部门都先后提出了自己的围岩质量分级体系,具有代表性的有如水电 HC分类法、国标BQ分类法等。(3)数值分析方法 由于解析方法的局限性,相比之下,数值方法具有较广泛的适用性它不仅能模拟岩体飞复杂力学与机构特性,也可以很方便地分析各种边值问题和施工过程,并对工程进行预测和预报28,因此,随着计算机技术的迅猛发展,
7、各种数值计算方法越来越多地被应用到围岩稳定性的分析中,如:有限差分法(FLAC)、有限元法(FEM)、边界元法(BEM)、离散元法(DEM)、流形元法(MEM)、无单元法(Element-free method)、流形分析方法、关键块理论(KBT)、块体单元法、块体-弹簧元分析法等。 有限元法(FEM):有限元法的思想在20世纪40年代就已经形成,该方法发展至今已经相当成熟,基于最小总势能变分原理,可以用来求解弹性、弹塑性、粘弹塑性、粘塑性等问题,是目前最广泛使用的一种数值方法,是地下工程岩体应力应变分析最常用的方法35,36。其优点是部分地考虑了地下结构岩体的非均质和不连续性,对以非均质各向
8、异性和非线性为特征的介质有良好的适应性,并具有通用性和灵活性,可以解决各种复杂的边界问题,可以给出岩体的应力、变形大小和分布,并可近似地依据应力、应变规律去分析地下结构的变形破坏机制8。为了克服有限元等方法不能求解大变形问题的缺陷,Cundall 根据有限差分法的原理,提出了FLAC( Fast Lagrangion Analysis of Continuum )数值分析方法。徐平等基于FLAC计算理论的FLAC3D 粘弹模型的二次开发并做了尝试。该方法能更好地考虑岩土体的不连续和大变形特性,求解速度较快。其缺点是计算边界、单元网格的划分带有很大的随意性。它的求解方法虽同离散元法的显式按时步迭
9、代求解,但是结点的位移连续,本质上仍属于求解连续介质范畴的方法8,4,7。 离散单元法(Distinct Element Method)是197144年,Cundall 以刚性离散单元为基本单元,根据牛顿第二定律首次提出的一种动态分析方法。其基本思想是岩块之间的相互作用,同时受表征位移-力的物理方程和反映力-加速度(速度、位移)的运动方程的支配,通过迭代求解显示岩体的动态破坏过程。离散单元法计算原理简单,但计算机实施却非常复杂,涉及问题较多,主要有四个问题:动态松弛法、力和位移的计算循环、分格检索及数据结构。离散单元法中块体之间阻尼系数、运算的时间步长等参数的确定带有极大的任意性和盲目性,至今
10、没有确定这些参数时可遵循的原则。当岩体并未被结构面切割成块体的集合时,这类理论就不甚适合8,28。边界元法(BEM)又称为边界积分方程法,首先由英国学者Bribbia总结提出,以表述拜特(Betti)互等定理的积分方程为基础36,建立了直接法的基本方程,而基于叠加原理建立了间接法的总体方程,从20世纪60年代开始在工程计算中得到应用。边界元法只在求解区域的边界上进行离散(剖分单元),这样就把考虑问题的维数降低了一维,这也是边界元法的优点,但要求知道所研究问题的基本解。另外,边界元法计算精度高,应力和位移具有同样的精度。但是边界元法对变系数、非线性等问题较难适应,且它的应用是基于所求解的方程有无
11、基本解,因此,限制了边界元法在更广泛领域的应用。而且边界元法对奇异边界较难处理8,28。 流形方法是由石根华等人近期发展的一种新的数值分析方法12。这种方法以拓补学中的拓补流形和微分流形为基础,在分析域内建立可相互重叠、相交的数学覆盖材料全域的物理覆盖,在每一物理覆盖上建立独立的围岩函数(覆盖函数),将所有覆盖商丹独立覆盖函数加权求和,即可得到总体位移函数。然后,根据总势能最小原理,建立可以由于处理包括非连续和连续介质的耦合问题、小变形、大位移、大变形等多种问题的求解格式14,17。它是一种具有一般形式的统一数值分析方法,有限元烦和不连续变形分析(DDA)都可以看作是它的特例28。 关键块理论
12、(KBT)关键块理论(Key Block Theory)30是在 1985 年首先由Goodman教授和石根华博士提出并用于工程稳定性分析。关键块理论的精髓思想是:在坚硬和半坚硬的岩层中,岩体被不同成因、不同时期、不同产状、不同规模的结构面切割成各种类型的空间镶嵌块体。关键块理论就是对个性各异的岩体中具有切割面或结构面这一共性,根据集合拓朴学原理,运用矢量分析和全空间赤平投影图形方法,构造出可能有的一切块体类型,进而将这些块体再从力学上分为稳定块体、潜在关键块体。确定了关键块体后,就可以进行相应的计算。但是,由于岩体中的结构面形态分布把握得不十分准确,而变动性又大,结构面也并不是全部为平面,稍
13、微不准确就会引起严重后果8。任青文等提出的块体单元法7,9,是以块体单元的刚体位移为基本未知量,根据块体在外力和缝面应力作用下的平衡条件、变形协调条件及块体之间夹层材料的本构关系,采用变分原理建立起块体单元法的支配方程,用于确定块体位移及夹层材料的应力状态。该法可以解决非连续介质问题,特别适用于解决具有众多节理、裂隙岩体的变形、应力和稳定分析。与有限单元法相比,可减少未知量个数,提高计算精度和速度8。 块体-弹簧元分析法:Kawai 于提出了采用简化的刚性块体来模拟不连续介质的刚体弹簧元数值模型。它以单元形心的刚体位移为基本未知量,仅考虑单元之间缝面的变形协调和本构关系来建立求解的支配方程,确
14、定缝面的相对位移和应力。该模型在分析节理岩体的稳定性时具有一定的优点,可以反映围岩不连续的变形和运动规律55。(4)人工智能方法 力学是求解工程问题必要和不可或缺的手段,但是在主、客观两方面,由于隧道围岩岩体工程力学行为及其变形和破坏机理在很大程度上都是随机、模糊的,也就是存在着不确定性,同时由于获取信息与数据方面的限制和不完全、不充分,因此它又是不确知的,力学在解决这些问题也就存在一定得局限性。神经网络、遗传算法等人工智能学科为我们解决这类不确知和不确定的工程问题提供了强有力的理论基础5。基于此论基础,国内外很多学者提出了围岩稳定性分析的新方法。其中:胡建华等利用改进的MBP神经网络建立了围
15、岩稳定性的神经网络识别模型来进行围岩稳定性的识别;北方交通大学 YYangand Q.Zhang 利用 BP神经网络建立了一种等级分析方法,发现了影响隧道围岩稳定性的关键因素;冯夏庭、马平波运用知识发现技术中的数据挖掘环节对大量的工程实例数据进行知识发现,找出蕴含于工程实例数据中的内在关系,进而利用这些关系可对类似条件下的围岩稳定性作出合理的判断;安红刚、冯夏庭将遗传进化算法与有限元相结合,对大型洞室围岩稳定性进行最优建模并获得全局最优解3,32。 此外,其他分析方法还有如:图解分析法、反分析法、物理模拟、不确定性方法、系统工程法等等3,8,10,37。1.2局部块体稳定性评价14目前为止,最
16、具代表性的局部块体稳定性评价方法和理论主要有:中国科学院地质研究所的块体结构赤平投影分析法、实体比例投影分析法、块体结构的矢量解析法25,以及美籍华人石根华博士与Richard.E. Goodman 提出的块体理论2125。其中赤平投影法由于只能表示块体空间几何要素之间的方向、角距等的相互关系,因而存在不能确定结构体规模的大小及其具体出露部位等问题;而实体比例投影法作图过于繁琐,对于迅速指导生产实践也具有一定的局限性。相比之下,基于矢量解析的块体理论则得到了较快的发展,已经广泛运用于岩石边坡、地下洞室、坝基坝肩等岩体工程中实践和研究当中6。同时这些研究和实践也极大地促进了块体理论的发展,不少学
17、者也对块体理论存在的问题和局限进行了深入探讨和研究,在理论研究和工程应用方面都加以了拓展。2. 围岩稳定性影响因素分析 在工程设计与施工中,影响地下洞室围岩稳定性的因素很多,为了既经济又安全地修建和使用地下洞室,必须正确掌握影响洞室围岩稳定的因素,从而有效的指导设计和施工。本章主要分析和讨论其中的主要影响因素19。 2.1地质及地质结构 地质构造和岩体结构是影响地下工程岩体稳定性的控制因素。在研究一个地下工程时,首先应知道工程所在的围岩类型及岩性分布的状况。通过了解岩性的种类可以知道岩体力学性质的量级,接着就是根据岩性可以判断出其各向异性的程度,最后从岩石类型可以判断出会产生一些与某些自然特征
18、或工程活动相关的不稳定因素。在岩体中,或多或少的存在着各种结构面、裂隙、断层及褶曲等,这些结构面的力学强度往往要比岩体母体材料低得多,如图所示。对于分离性的节理裂隙组,特别是二组以上节理的组合切裂对洞室稳定是很不利的,应特别注意节理组的方位和倾角。因此,岩体结构面及裂隙分布状况经常是围岩稳定与否的控制性因素。2.2地应力 地下工程的失稳主要是由于开挖工作引起的应力重分布超过围岩强度或造成围岩过分变形而造成的。初始应力场的方向、量值和性质决定了应力重分布会不会造成危险,所以地应力是影响地下洞室稳定的最重要的基本因素之一。但是,至今国内外还有不少的围岩分类方法未把地应力作为分类的基本参数,这主要是
19、因为在许多埋深不大的情况下,初始地应力一般只有几个,重新分布后也不过只有多个,所以常常表现出的影响力和破坏力不是很大,容易被人忽视。另外一个原因就是对地应力的准确测量比较困难,特别在软弱岩石或破碎岩石中.但是,在我国许多地区新构造运动还较为活跃,水平向地应力值即使在地层浅部也往往高于自重应力。因此,针对我国的情况,特别是对重要的工程,当埋深较大或处于高山峡谷地区时要进行必要的地质力学调查分析和现场实测,并在工程布置和设计时考虑这一因素。地应力到底会产生多大的影响,这主要取决于主应力的大小、方向、最大与最小主应力的差值,或各主应力值的构成特征,同时还要考虑它们与地下工程的相对方位、与岩层主要节理
20、组的夹角如何而定。比如说,当最大主应力方向、主要节理组的方向及地下洞室主要临空面互为锐角时最为不利。一般认为,最大主应力大于属于高地应力。在高地应力条件下,软岩将产生塑性变形,硬质岩有产生岩爆、结构性流变的可能。其中,岩爆主要发生在完整的脆性坚硬岩中结构性流变主要发生在较破碎、破碎的较坚硬岩中工程软岩塑性流动主要发生在强度较低、地应力较大的岩体中。2.3岩体力学性质岩体性质是控制地下洞室围岩稳定、隧洞掘进方式和支护类型及其工作量等的重要因素,也是影响工期和工程造价的一个重要因素。岩体的强度及变形特性与开挖后重新分布的围岩应力二者的相互作用决定了工程岩体的稳定性。同时当节理裂隙较发育时,软弱结构
21、面的强度及变形性对围岩稳定性起到了决定性的作用,否则,岩石本身的力学性质就起主导作用。工程岩体的破坏主要有拉破坏和剪破坏两种,但前者难以测定,而后者往往要用现场大型试验才能获得。但因为尺度效应的影响,在多数情况下室内岩样试验的资料是不能直接用于现场岩体的。同时由于岩体的强度有时间效应,所以在进行强度验算时应根据长期强度的数据和参数来进行。岩体还有许多特定的力学特性,如各向异性、脆性、塑性、扩容性、膨胀性、流变性等都对围岩稳定有重要影响。2.4工程因素 工程因素主要是指岩洞的方位、开拓布置、规模、形态、使用性质、施工方法、开挖工艺、支护形式及实施过程等等。影响围岩稳定的因素很多,许多因素在一定的
22、条件下可能从次要地位转化为主要的或决定性的地位,从而影响围岩的稳定。地下工程的方位设计,一般来讲,工程纵轴接近正交于最大主应力方向是不利的,而平行或小角度与之相交则较为有利。而对大的断层或软弱地层则正好相反,工程长轴与之正交较为有利。开拓位置主要反映了群洞间的相互影响,工程规模主要反映了岩洞临空尺寸与地质构造面密度间相对比例关系的一个尺寸效应问题。对于岩洞断面形态,有夹角的圆形洞应力分布比矩形洞好。同样,施工方法及开挖顺序也是很重要的。在支护形式方面,许多情况下用新奥法的及时锚喷方法比用滞后很久的永久性衬砌法对围岩稳定更有利。2.5 地下水 地下水也是影响围岩稳定的重要因素,而且这种影响是很不
23、利的。这主要表现在一是当洞室进行开挖时就形成了新的自由面,对有一定透水能力的围岩来讲,在洞周产生了渗压梯度,增加了周围围岩向洞内运动的推动力。二是由于静水压力的作用,饱和水部分岩体的裂隙或有孔隙的岩石母体中有效压应力都减小,因此无论对裂隙或岩石母体,其应力状态都趋于恶化。三是围岩中的含水量和饱和度也会由于地下水的活动而有一定程度的增加,从而大大降低了某些岩石的变形模量和强度。最后加快了围岩中的侵蚀及泥化作用。一般认为,外水压力大于为高外水压力。在高外水压力条件下,岩体抗剪强度降低、并形成水压致裂缝,围岩稳定性降低。其中,水压致裂缝就是在高水头压力作用下,岩体裂隙或空隙发生扩展,相互贯通后再进一
24、步张开所致。3.围岩变形破坏机制与机理 从许多工程的实际经验中可以认为岩体的变形、破坏机制在各种岩体中是不一样的,工程设计和施工方法应当对不同的破坏方式有针对性,才能处理得当。同时破坏机制往往互相联系,不同机制的变形,破坏具有不同的特征,应采取不同的评价分析方法及处理对策。长期工程实践证明,由于岩体在强度和结构方面存在差异,围岩变形破坏的形态多种多样,而且在围岩的不同部位不同破坏阶段,其破坏机理也不尽相同。 孙广忠教授经过长期实践和研究,所著岩体力学基础(1983)和岩体结构力学(1988年)中明确提出“岩体结构控制论”,成为岩体工程地质力学和岩体力学的基础理论,全面、系统地以“岩体结构控制论
25、”为依据,建立了岩体变形、岩体破坏及岩体力学性质的基本规律,提出岩体变形系由岩体材料变形和岩体结构变形共同贡献的,岩体破坏系由岩体材料破坏和岩体结构破坏控制的,岩体力学性质不仅决定于岩体材料力学的性质,而且受控于岩体结构力学效应及环境因素力学效应15。 张悼元、王士天、王兰生等在工程地质分析原理(第二版)一书中对围岩的变形破坏形式及其与围岩岩性及结构的关系进行了分类归纳(表3-1),并作了较详细的阐释。表 3-1 围岩的变形破坏形式及其与围岩岩性及结构的关系11围岩岩性岩体结构变形、破坏模式产生机制脆性围岩块体状结构及厚层状结构张裂塌落拉应力集中造成的张裂破坏劈裂塌落压应力集中造成的压裂破坏剪
26、切滑移及剪切碎裂压应力集中造成的剪切破裂及滑移拉裂岩爆压应力高度集中造成的突然而猛烈的脆性破坏中薄层状结构弯折内鼓卸荷回弹或压应力集中造成的弯曲拉裂 碎裂结构碎裂松动压应力集中造成的剪切松动塑性围岩层状结构塑性挤出压应力集中作用下的塑性流动膨胀内鼓水分重分布造成的吸水膨胀散体状结构塑性挤出压应力作用下的塑流塑性涌出松散饱水岩体的悬浮塑流重力坍塌重力作用下的坍塌 对于隧道围岩变形破坏机制的研究,前人依据岩体力学和工程地质理论,通过对隧道围岩变形破坏的主导因素和作用力的分析,将隧道围岩变形破坏机制主要归纳为四种类型7: (1)结构面控制型 当围岩所承受的应力小于岩石强度时,结构面(尤其是软弱结构面
27、)是围岩变形破坏的主控因素,通常在重力作用下岩块沿着软弱结构面塌滑破坏,一般不会发生塑性流动变形或者脆性破裂。结构面控制型围岩的变形破坏在块状和层状的岩质岩体主要表现为不稳定块体的直接塌落和滑移,在碎裂和散体结构岩体中变形破坏的主要方式是松弛、松脱乃至崩溃。 (2)强度-应力控制型 围岩整体性较好,但岩石强度低于围岩应力,不仅发生脆性围岩的弯折内鼓,还发生塑性围岩的塑性挤出,这类围岩的变形破坏主要取决于岩石的抗弯或抗剪(拉)强度。如隧道顶拱的厚层状或块体状脆性围岩,当顶部拉应力集中超过围岩的抗拉强度时,往往造成顶拱的塌落。此外,塑性岩体的塑性流动变形和脆性岩体的剥落以及岩爆也是这类变形破坏的典
28、型。 (3) 混合类型 围岩结构面发育,岩石强度低于围岩应力,围岩稳定性不仅受结构面控制,而且受地应力和岩体强度的控制。围岩的变形破坏除发生松弛、塌落外,还发生塑性流动和剪切、挤出和溃屈破坏,隧道内常表现为侧墙的内挤和拱底的上鼓,这类变形破坏主要发生在薄层状碎裂结构的岩体中。如层状软岩的弯曲变形、折断破坏和碎裂围岩的挤出变形和解体溃散。 (4)特殊类型 围岩的变形破坏既不受弱面控制型的影响,又不受应力-强度型的制约,而是由于隧道开挖后,围岩表部应力降低区的形成促使水分由内部高应力地区向围岩表部低应力区转移,这种围岩内部的水分重分布使围岩表部易吸水膨胀的岩层发生强烈的内鼓变形。 4. 围岩的失稳
29、判据分析围岩的稳定性分析在学术界一直是一个被受关注的问题,但到目前为止其失稳判据还没有一个统一的标准,这主要是由于实际工程的复杂性、岩体性质、洞室大小、受力情况以及施工方法等的影响所致。同时由于问题的重要性,所以有许多学者一直努力着。从目前国内外有关围岩稳定性判据的规范中可以看出,大多数规范是以定性的方式给出的,部分是以定量指标给出的,一般也是根据经验和统计资料得出的。其中围岩强度判据、围岩极限应变判据以及围岩向洞内收敛位移和“收敛比”三种基本判据是目前工程界比较常规的判别方法。但随着非线性科学理论的发展,各种新兴的失稳判据也相继被提出10。4.1围岩强度判据该判据在地下结构围岩稳定性数值分析
30、中得到了广泛应用,主要是以强度破坏理论为基础的,如比较常用的Drucker-Prager和Mohr-Coulomb准则11,即在低约束压力的条件下,当岩体内某些斜截面的剪应力值超过破坏理论规定的滑动限界范围时,岩体就发生剪切屈服破坏。因此,如果将数值分析结果绘制成图线,根据围岩在洞室开挖后的主应力分布和塑性区分布,按照以往设计、施工的经验,就可以定性地判断围岩的受力状态和破坏机理。但是由于强度破坏理论规定的滑动限界范围一般很难确定,故这一判据在工程中的应用也不是很普遍,只能作为稳定判据的参考。4.2围岩极限应变判据 极限应变是岩体处于破坏极限时的应变,一般由岩石的单轴压缩试验得到,许多试验证明
31、,室内试验和原位试验结果几乎一致,也就是说可以通过室内试件的试验求得原位岩体的极限应变值。 采用岩石单轴抗压强度。和初始弹性模量来定义极限应变: (4.1)对于岩石, 一般在0.1%1.0%的范围变动下限值为硬岩,上限值为软岩。岩石的极限应变虽然容易确定,但是隧道围岩的应变值和极限应变值如何确定却是一件很困难的事,因此围岩极限应变判据在工程中也难以实施。4.3围岩向洞内收敛位移和“收敛比”判据 根据施工现场的量测,可以确定围岩向洞内的最大收敛位移,以此作为围岩失稳的判据。目前有许多国家在这方面取得了一定的成果。而我国学者引入了“收敛比”的概念,利用这一参数,能够较全面地反映围岩应变形态和锚喷支
32、护效果,而且又易于测定,所以可作为围岩稳定的另一判据。所谓“收敛比”就是洞室内收敛位移和洞室开挖宽度之比。当“收敛比” 小于2%时,洞室趋于稳定。而所谓的收敛率就是指在给定时间内的收敛位移。 结论洞围岩稳定性问题的研究对于制定工程对策和预测围岩变形具有重要意义。分别从理论研究和数值分析两方面讨论了隧洞围岩稳定性问题。首先介绍了目前隧洞围岩稳定性评价分析方法,接着从影响地下洞室围岩稳定性的因素入手,详细讨论和分析了五个主要的影响因素,即地质构造和岩体结构、地应力、岩体力学性质、工程因素、地下水因素。尽可能掌握影响围岩稳定性的各种因素,将对隧洞的施工开挖和今后的运营有着重大的指导意义;分析了围岩破
33、坏的类型与机理,理解和掌握岩体的破坏类型与机理是进行工程地质预报的基础。最后研究了洞室开挖过程中的力学性态以及地下洞室围岩的失稳判据,这对分析地下洞室围岩的稳定性也是十分必要的。并采用数值分析的方法结合具体工程案例分析了在错动带出露的特殊地质条件下隧洞开挖后的应力应变及围岩松弛问题。对围岩稳定性的分析研究有了充分的认识,并能够对具体案例做到科学的分析。参考文献:1王文,刘治安深埋长大隧道围岩工程地质分类综述J.成都理工学院学报增,1996,23:142-145.2丁亮.隧道围岩分类方法综述J.广东交通职业技术学院学报,2005,4(4):73-75.3王延涛,李桂平,尚剑宝等利用块体理论程序U
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