层状岩质基坑破坏模式及开挖理论研究

论文摘要

岩质基坑工程的稳定性评价及支护设计是贵州岩土工程界的一大难题。本文以层状岩质基坑为研究对象,运用理论分析与数值模拟验证相结合的方法,对层状岩质基坑的开挖理论进行研究,取得如下成果:1、详细阐述了层间结构面的力学特性及其对层状岩体稳定性的影响;2、依据基坑开挖坡坡角的不同、开挖走向与岩层走向之间的关系、开挖坡度与岩层倾角之间的关系,划分了层状岩质基坑的类型;3、经对层状岩体变形破坏力学特征的分析,归纳总结了层状岩质基坑的变形破坏模式和适用范围;4、运用力学分析方法,对层状岩质基坑平面滑动、圆弧滑动、楔体滑动及倾倒破坏等各破坏模式的稳定性进行理论分析与计算;5、通过建立层状岩体力学模型,计算得出了层状岩质基坑的开挖临界深度,并对岩层厚度、倾角及临界开挖深度的相互关系进行了分析;6、应用块体理论对基坑开挖走向与开挖坡角的相互关系进行了论证;7、结合工程实例,对层状岩质基坑分步开挖的稳定性进行了理论研究,重点讨论了层间结构面对岩体稳定性的影响。本论文对层状岩体层间结构面力学性质、层状岩质基坑破坏模式、层状岩质基坑稳定性评价理论及开挖和支护设计理论进行了较全面的研究。取得的成果,对切实发展基坑开挖理论均有重要的理论意义和现实意义。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 层状岩体研究现状
• 1.2.2 岩质基坑研究现状
• 1.2.3 基坑开挖引起岩土体变形理论研究现状
• 1.3 研究内容与方法
• 2 层状岩体的工程特性
• 2.1 概述
• 2.2 岩体赋存的地质环境条件
• 2.2.1 地应力
• 2.2.2 地下水
• 2.3 岩体地质模型
• 2.4 层间结构面的力学性质
• 2.5 层状岩体类型及特性
• 2.6 本章小结
• 3 层状岩质基坑破坏模式与稳定性评价
• 3.1 概述
• 3.2 层状岩质基坑类型划分
• 3.3 层状岩质基坑变形破坏机制
• 3.3.1 层状岩体变形
• 3.3.2 层状岩体破坏
• 3.3.3 层状岩体组合变形破坏机制
• 3.4 层状岩质基坑稳定性分析
• 3.4.1 层状岩质基坑稳定性评价方法
• 3.4.2 层状岩质基坑破坏模式与稳定性计算
• 3.5 本章小结
• 4 层状岩质基坑开挖理论研究
• 4.1 概述
• 4.2 基坑开挖方法的分类及特点
• 4.3 块体理论在基坑开挖研究中的应用
• 4.3.1 块体理论简介
• 4.3.2 由基坑壁走向确定后求开挖临界坡度
• 4.3.3 基坑壁坡角确定后求开挖临界走向
• 4.4 岩层倾角、厚度对开挖临界深度的影响
• 4.4.1 岩层开挖临界深度的确定
• 4.4.2 岩层厚度、倾角对临界深度的影响分析
• 4.5 本章小结
• 5 工程实例分析
• 5.1 工程概况
• 5.2 计算模型及参数
• 5.3 计算结果及分析
• 5.4 层状岩质基坑开挖的数值模拟
• 5.4.1 基坑分步开挖的剪应力分析
• 5.4.2 基坑分步开挖的水平位移与垂直位移分析
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 主要参考文献
• 附录