论文题目: 软岩巷道变形的相似模型试验与计算方法的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 结构工程
作者: 李运来
导师: 刘全林
关键词: 软岩巷道,锚喷支护,粘弹性,流变,模型实验,特征曲线,有限元
文献来源: 安徽理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文采用岩体的粘弹性力学介质模型,研究了粘弹性巷道围岩的流变特征,给出了在支护反力为常量时包括粘弹性围岩特征曲线及其时间效应的闭合解,并探讨了支护时机在围岩—支护系统中的作用及其表示方法,结合实际进行了计算分析。以泥质软岩为原型,配制了软岩相似材料并进行流变性能的测试。通过改装的平面应变模型加载装置,采用自行配制的软岩相似材料,试验研究了软岩巷道平面应变模型的受力与变形特征,取得一些实测数据,通过推广到原型,对理论分析结果进行了验证。本文的结论可供工程设计和工程施工等人员的参考。
论文目录:
1.绪论
1.1.课题的提出
1.2.国内外软岩理论的发展状况
1.2.1.国内软岩理论的发展状况
1.2.2.国外软岩理论的发展状况
1.3.课题研究内容、目标及研究方法
1.3.1.研究内容及目标
1.3.2.研究方法
1.4.论文实现的框图
2.膨胀性软岩的变形特征及其力学模型
2.1.膨胀性软岩的判别和分类
2.1.1.膨胀性软岩的判别
2.1.2.膨胀性软岩的分类
2.2.膨胀性软岩的流变特征
2.3.膨胀软岩的流变模型
2.3.1.几种常见的软岩的流变模型
2.3.2.根据实验结果分析的膨胀软岩的流变模型
2.4.软岩的相似材料的研究
2.4.1 模型材料的配比试验和蠕变实验材料的选择
2.4.2.软岩的模型材料配比试验
2.4.3.模型材料单轴抗压强度实验和直剪实验结果分析
2.4.4.单轴蠕变实验结果分析
3.软岩隧道的变形控制方法和理论
3.1.巷道支护和加固原理
3.2.软岩巷道主动加固支护的原则
3.3.最佳支护时间和最佳支护时
3.3.1.最佳支护时间T_x的物理意义
3.3.2.关键部位的支护
3.3.3.关键部位耦合支护的时间
4.软岩隧道变形控制的模型建立及其参数
4.1.软岩巷道支护荷载的确定
4.1.1.无底臌情况下巷道支护荷载的确定
4.1.2.有底臌情况下巷道支护荷载的确定
4.2.软岩巷道弹塑性状态圈状模型
4.3.软岩巷道围岩的承载机理
4.4.巷道围岩承载结构
4.5.软岩巷道围岩的软化模型及参数确定
4.5.1.塑性区围岩强度衰减的影响因素
4.5.2.巷道围岩软化模型的建立
4.5.3.软化模量的概念及物理意义
4.5.4.软化模量的确定方法
4.6.圆形硐室的平面应变问题弹性的解答
4.7.圆形硐室的平面应变问题粘弹性的解答—李氏比拟法
4.7.1.李氏比拟法
4.7.2.李氏比拟法求解粘弹性解
5.软岩巷道变形平面应变问题的相似模型试验研究
5.1.软岩变形模型实验的相似条件
5.1.1.工程实例
5.1.2.实验的目的和内容
5.1.3.模拟试验的相似理论设计
5.2.平面应变双向蠕变实验的设计
5.2.1.平面应变试验装置
5.2.2.实验步骤
5.3.相似模型试验设计加载荷载
5.3.1.加载荷载
5.3.2.加载要求
5.4.平面应变模型实验结果分析
5.4.1.平面应变模型实验巷道开挖前、后围岩变化的分析
5.4.2.岩体内顶部位移在巷道开挖前、后的位移变化的数据分析
5.4.3.巷道在开通过程中和开通后的变形的数据分析
5.4.4.锚杆在巷道开挖后的变形数据分析
5.4.5.围岩环向应力在巷道开挖前、后的变化的数据分析
5.5.模型实验的结论
6.应用实例及结果分析
6.1.膨胀性软岩锚喷支护的设计原理
6.1.1.锚喷支护的主要原则
6.1.2.锚喷支护的计算方法
6.2.工程实例理论计算
6.2.1.永久支护对硐壁的径向压力
6.2.2.围岩塑性流变膨胀引起的硐壁径向位移u_l
6.2.3.体积膨胀径向硐壁的径向位移
6.2.4.喷射混凝土即将达到极限应变时，硐壁径向位移
6.2.5.巷道沿径向总的变形
6.2.6.巷道变形与实测值和实验值的比较
7.软岩巷道平面应变实验的有限元分析
7.1.概述
7.2.有限元法
7.2.1.有限元法在岩土工程分析中的应用
7.2.2.有限元分析的方法
7.2.3.有限元分析的基本步骤
7.3.计算机辅助分析软件ADINA
7.3.1.ADINA系统概述
7.3.2.程序的组织
7.4.软岩模型材料的粘弹性本构关系
7.5.接触面模型
7.6.计算参数的确定
7.6.1 计算范围的确定及网格划分
7.6.2 单元类型的选取
7.6.3 计算材料参数的选取
7.7.有限元模拟结果及分析
7.7.1.有限元模拟的结果
7.7.2.有限元结果与实验与理论计算、实验值和工程实测值的比较
8.结论与展望
8.1.软岩变形控制方法与位移计算模型的研究的结论
8.2.存在的问题和继续研究的方向
参考文献
致谢
发布时间: 2005-09-28
参考文献
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