土體洞室開挖的力學(xué)參數(shù)敏感性分析.pdf

1、由于洞室工程的復(fù)雜性，在工程設(shè)計(jì)中不可能擺脫圍巖工程分類的經(jīng)驗(yàn)方法，但一些地層條件較為簡(jiǎn)單的土體洞室卻能夠應(yīng)用一些更為科學(xué)、細(xì)致的穩(wěn)定性分析方法，為洞室設(shè)計(jì)提供理論支持。本文主要研究圍巖土體力學(xué)參數(shù)對(duì)洞室圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律，使其能夠更精確的應(yīng)用在洞室工程設(shè)計(jì)中，主要有以下幾方面內(nèi)容。
　　 1以黃河國(guó)家地質(zhì)博物館工程為研究背景，以有限差分法為基礎(chǔ)，通過應(yīng)用FLAC3D軟件，針對(duì)地下洞室開挖過程，建立兼顧時(shí)空效應(yīng)的數(shù)值計(jì)算模型，

2、并確定了所建立數(shù)值計(jì)算模型中洞徑、彈性模量、內(nèi)摩擦角、粘聚力為洞室穩(wěn)定性的影響因素。
　　 2通過模擬不同尺寸洞室開挖全過程，采用圍巖土體中塑性區(qū)大小為判斷依據(jù)，確定了在未支護(hù)情況下，洞室極限開挖半徑為2.5m;隨著洞室開挖半徑增大，圍巖中塑性區(qū)范圍逐漸增大，應(yīng)力重分布達(dá)到穩(wěn)定過程增長(zhǎng);圍巖中水平方向應(yīng)力不受洞徑影響，豎直方向應(yīng)力隨洞徑增大而減小，水平方向位移和豎直方向位移隨洞徑增大而增大，并且其變化量對(duì)洞徑為不同水平時(shí)的變化敏

3、感度不變。
　　 3通過模擬彈性模量、內(nèi)摩擦角、粘聚力規(guī)律變化時(shí)的洞室開挖全過程。得到當(dāng)彈性模量增大時(shí)，圍巖土體中水平方向應(yīng)力沒產(chǎn)生明顯變化，豎直方向應(yīng)力逐漸增大，水平方向位移和豎直方向位移逐漸減小，并且其變化量對(duì)彈性模量為較低水平時(shí)的變化更為敏感。當(dāng)內(nèi)摩擦角逐漸增大時(shí)，圍巖土體中水平方向應(yīng)力沒產(chǎn)生明顯變化，豎直方向應(yīng)力逐漸增大，水平方向位移和豎直方向位移逐漸減小，并且應(yīng)力對(duì)不同水平內(nèi)摩擦角的變化敏感度一致，但位移變化量對(duì)內(nèi)摩擦

4、角較低水平時(shí)的變化更為敏感。當(dāng)粘聚力逐漸增大時(shí)，圍巖土體中水平方向應(yīng)力沒產(chǎn)生明顯變化，豎直方向應(yīng)力逐漸增大，水平方向位移和豎直方向位移逐漸減小，并且豎直方向應(yīng)力及洞腳、洞壁位置的水平方向位移、豎直方向位移對(duì)粘聚力為不同水平時(shí)的變化敏感度不變，而洞頂位置的水平方向位移、豎直方向位移對(duì)粘聚力為較低水平時(shí)的變化更為敏感。
　　 4借助系統(tǒng)分析中的敏感性分析方法，對(duì)彈性模量、內(nèi)摩擦角、粘聚力對(duì)洞室圍巖土體應(yīng)力、位移的影響程度進(jìn)行敏感性分