含軟弱夾層隧道圍巖漸進破壞機理的多尺度模擬研究.pdf

1、隧道圍巖的塌方是隧道施工過程中最為常見的災(zāi)害，其不僅對隧道施工及運營造成中斷，更有可能導(dǎo)致生命財產(chǎn)受到損失。大量的隧道塌方實例表明，軟弱夾層對隧道圍巖穩(wěn)定及施工安全有著決定性的影響。因此，開展含軟弱夾層隧道圍巖漸進性破壞機理方面的研究對隧道的設(shè)計和施工均具有十分重要的指導(dǎo)意義。
　　本文以常見的公路隧道Ⅳ級（含軟弱夾層）、Ⅴ級（均質(zhì)）圍巖為研究對象，利用室內(nèi)模型試驗與多尺度數(shù)值模擬方法對含軟弱夾層隧道圍巖漸進性破壞機理進行研究，研

2、究內(nèi)容如下所示:
　　(1)對大量公路隧道塌方事故原因進行分析，說明軟弱夾層對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響較大，以及對其研究的必要性，查閱研究學(xué)者對此做出的研究，并總結(jié)其研究現(xiàn)狀;
　　(2)根據(jù)連續(xù)體和非連續(xù)體的計算原理及各自的優(yōu)點，提出了基于連續(xù)體和非連續(xù)體耦合多尺度的模擬方法，其以FLAC及PFC程序為實現(xiàn)平臺，利用該方法對銅鑼山隧道進行多尺度數(shù)值模擬分析，通過Kirsch公式驗證該方法的準確性及合理性，并分析隧道圍巖的損傷區(qū)

3、域及位移變化規(guī)律，推導(dǎo)出耦合計算模型中非連續(xù)體的取值范圍;
　　(3)以Ⅴ級（均質(zhì)）公路隧道圍巖為研究對象，用多種物質(zhì)配制圍巖的相似材料，研制了可用于全場觀測圍巖變形破壞的隧道物理模型試驗方法，采用了以非接觸全場應(yīng)變測量技術(shù)和壓力傳感器相結(jié)合的測試方法，并利用該方法對均質(zhì)隧道圍巖開展破壞試驗，研究了均質(zhì)圍巖隧道的漸進性破壞形態(tài)和機理;
　　(4)根據(jù)模型試驗的相似比，配制Ⅳ級圍巖及軟弱夾層的相似材料，利用模型試驗方法對含軟弱