节理岩体地下洞室稳定性的静动力响应分析

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我国以及世界上众多国家都在大规模修建地下工程,且将岩土力学的研究焦点逐渐转移到地下。对于开挖所处的地质条件较为复杂的地下工程,如含较多的结构面的地下岩体工程,开挖后稳定性受多种因素制约,需要我们进行慎重的分析评价。因此对节理岩体地下洞室进行静动力分析是十分必要的,可为地下工程的安全稳定性分析提供重要依据。本文采用离散裂隙网络渗流模型,对节理岩体地下洞室进行了渗流分析,应用强度折减系数等效地下水对围岩稳定性的影响。对udec网格形式加以改进,并在三角形网格与泰森多边形网格两种网格形式下,对影响洞室位移的影响因素进行了分析研究,影响因素包括断面形式、隧洞埋深、侧压力系数、节理间距等。建立一个含节理组的三维地下洞室模型,分别对洞室开挖后在常规荷载作用下的响应洞室开挖后在地震荷载作用下的响应以及开挖支护后在地震荷载作用下的响应等三种工况进行模拟,得出了洞室在三种工况下的应力和位移变化情况。研究结果表明:应用强度折减法探求地下水对节理岩体地下洞室围岩稳定性的影响,求得的折减系数组合可为工程设计提供参考;在常规静力荷载作用下,系统归纳总结了几大因素对洞室围岩关键点位移的影响规律;洞室在支护工况下,具有延迟其破坏的作用。本文的计算方法和结果对含节理岩体地下洞室工程的变形和破坏机制以及工程设计具有指导意义,同时为进一步的应用于研究提供了参考。
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