【博士】軟弱破碎隧道圍巖漸進(jìn)性破壞機理研究【2007】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2007年　　塌方是隧道施工中最常見的災(zāi)害現(xiàn)象之一，塌方已成為造成工期延誤、生命財產(chǎn)損失和隧道運營的一個重要安全隱患。故此，開展隧道塌方破壞機理方面的研究對設(shè)計和施工均具有重要的指導(dǎo)意義?！　”疚慕Y(jié)合國家自然科學(xué)基金“軟弱破碎隧道圍巖漸進(jìn)性破壞分析與松動荷載預(yù)測研究”課題，以公路隧道Ⅳ～Ⅵ級圍巖為研究目標(biāo)，采用統(tǒng)計分析、模型試驗、數(shù)值模擬及理論分析相結(jié)合的方法，對自重應(yīng)力場作用下隧道圍巖漸進(jìn)性破壞機理進(jìn)行了深入的研究，論文主要工作如下：　　1．通過文獻(xiàn)查閱及現(xiàn)場調(diào)研，統(tǒng)計分析了大量公路、鐵路隧道和水工隧洞塌方工程實例，對隧道塌方進(jìn)行了分類，并分析了隧道塌方的主要影響因素；　　2．在統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了模型試驗方案，建立了隧道圍巖漸進(jìn)性破壞機理模型試驗方法，對圍巖強度、隧道斷面、隧道埋深及地表水對隧道漸進(jìn)性破壞機制的影響進(jìn)行了一系列的模型試驗，總結(jié)分析了不同塌方破壞類型的漸進(jìn)性發(fā)展過程、塌方破壞過程中圍巖應(yīng)力及位移變化規(guī)律；　　3．采用離散元軟件PFC模擬了隧道圍巖漸進(jìn)性破壞過程，對模型試驗方案進(jìn)行了補充，并對小凈距隧道及隧道掌子面塌方破壞機制進(jìn)行了模擬分析；　　4．綜合統(tǒng)計分析、模型試驗及數(shù)值模擬的成果，研究了隧道塌方影響因素對隧道塌方發(fā)生機制的影響，綜合分析了隧道圍巖開挖卸荷漸進(jìn)性破壞機理；　　5．在模型試驗的基礎(chǔ)上，提出了基于漸進(jìn)性破壞的圍巖動態(tài)壓力拱理論，對模型試驗過程中壓力拱的變化情況進(jìn)行了分析，較好地解釋了試驗中隧道周邊的應(yīng)力變化情況，并采用數(shù)值模擬的方法進(jìn)行了比較驗證?！　∽詈螅痛嬖诘膯栴}和進(jìn)一步的研究方向進(jìn)行了簡要討論。　　

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