節(jié)理地層隧道塌方演化規(guī)律的離散元研究.pdf

1、這十年來，交通擁堵越來越成為大城市病中最突出的一個。各大城市為了緩解交通壓力，競相開發(fā)地下空間，隧道修建愈演愈烈。隧道工程中所遇到的情況愈發(fā)復(fù)雜，尤其是在節(jié)理發(fā)育地層中進(jìn)行隧道開挖給施工帶來了巨大的難度和風(fēng)險。從大部分隧道工程事故原因調(diào)查來看，節(jié)理發(fā)育巖體的破壞是從不連續(xù)面擴(kuò)展開始的，逐漸出現(xiàn)大的變形和位移，最后致使塌方發(fā)生。所以，探究節(jié)理巖體的力學(xué)特性對實際工程有著顯著的幫助。
　　本文首先通過室內(nèi)試驗研究新鮮砂巖的強(qiáng)度變形特征

2、以及人工預(yù)制節(jié)理面的抗剪強(qiáng)度，并研究了不同傾角節(jié)理面對新鮮砂巖強(qiáng)度變形特征的影響，然后利用顆粒流數(shù)值模擬軟件PFC2D對新鮮砂巖的三軸壓縮試驗、節(jié)理面直剪試驗以及不同傾角的節(jié)理砂巖的三軸壓縮試驗進(jìn)行仿真模擬，建立新鮮砂巖及人工預(yù)制節(jié)理面宏細(xì)觀參數(shù)間的對應(yīng)關(guān)系，最后對節(jié)理地層深埋隧道的開挖過程進(jìn)行模擬，研究了不同傾角節(jié)理對隧道圍巖變形破壞特征的影響，并對開挖后襯砌支護(hù)的效果進(jìn)行了定性分析。具體說來如下:
　?、偻ㄟ^巖石常規(guī)三軸壓縮試

3、驗，獲得完整砂巖的力學(xué)特性，為分析節(jié)理對完整砂巖力學(xué)特性的影響提供依據(jù);通過節(jié)理面的直接剪切試驗，獲得節(jié)理面的力學(xué)特性，為分析節(jié)理存在對深埋隧道開挖圍巖變形的影響提供依據(jù);通過不同節(jié)理傾角砂巖的三軸壓縮試驗，獲得不同節(jié)理傾角條件下砂巖的變形破壞規(guī)律，為分析不同傾角節(jié)理地層中隧道開挖后圍巖的變形演化規(guī)律提供依據(jù)。
　?、诶妙w粒流數(shù)值模擬軟件PFC2D開展一系列數(shù)值模擬試驗，對上述室內(nèi)試驗進(jìn)行仿真模擬，建立新鮮砂巖及人工預(yù)制節(jié)理面宏