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《山东大学》 2012年
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不同产状节理对岩体特性的影响及工程应用

马海萍  
【摘要】:由于目前越来越多的重点工程选择建造在岩石地区,岩体性质的研究成为了重点。岩体在形成的整个历史过程中,经受了各种地质作用和各种构造力的影响,使得岩体内充满着各种形式的不连续面,因此岩体的性质由岩石和结构面两方面共同决定,而在地下工程的施工中,造成岩体破坏加重的主要原因来源于结构面的脆弱,大量工程中岩体的失稳和破坏都是以岩体内部的结构面为突破口,造成了岩土工程的破坏。所以,研究岩体的强度、变形和运动等,就要从研究岩体的结构面着重入手,研究这些岩体中节理和裂隙在工程施工过程中的起裂、扩展、贯通过程,对于研究岩体的特性、揭示岩体的破坏机理、分析岩土工程的稳定性具有重要意义。 本文基于DDARF方法,以含有裂隙节理的岩体为研究对象,采用了数值模拟、理论分析和试验验证相结合的研究方法,重点研究了节理岩体在应力作用下的破裂过程、应力变化和关键点的位移情况。主要有以下几方面的工作: 1)对于DDARF新方法进行程序的学习和试算。深入学习DDARF方法的原理,掌握其节理网络的自动生成方法、三角形块体单元的自动生成方法和块体边界开裂分析方法。 2)用DDARF方法模拟了存在一组雁形裂隙的试件双轴压缩试验。与前人相同的物理实验结果相对比,得到了结果的一致性,验证了该新方法的有效性;计算了试件侧压系数不同时雁形裂隙的扩展状况,应力应变变化,峰值强度和起裂应力的规律,用这组数据绘制包络线图,得出其c、φ值,并用其对围岩稳定性做了分析。 3)使用DDARF方法模拟分析了包含一组节理组的围岩在洞室开挖过程中的稳定性,分析了围岩的破裂过程和关键点位移,节理组角度分别取30°、45°和60°三个工况进行比较分析,得出了节理组角度对岩体破坏具有一定的主导作用的结论;又取节理组角度为45°时,地应力侧压系数(K)分别取1.5、1.2、0.5三组进行了对比分析,得到了地应力侧压系数在大于1和小于1时分别对围岩拱顶和边墙稳定性影响不同的结论。 4)使用DDARF方法模拟分析了包含两组节理组的围岩在洞室开挖过程中的稳定性。首先也是改变节理组的角度,分别取角度为30°和-30°、45°和-45°、 60°和-60°三个工况进行分析,得到了节理角度为60°和-60°时,洞室围岩的稳定性最差;然后分别取地应力侧压系数(K)为1.5、1.2、0.5三种工况进行对比分析,得到当地应力侧压系数取1.5时,围岩稳定性最差。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU452

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