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地下洞室围岩稳定及锚固分析

桂惠中  
【摘要】:地下洞室围岩稳定与支护设计是地下工程的关键技术。随着计算机技术的发展,数值模拟在地下洞室的围岩稳定分析与支护设计上得到了空前的发展。可以应用于地下洞室围岩稳定分析的数值方法和计算软件很多,有限差分法由于它自身的特点,更适合于计算岩土材料的应力应变问题。基于有限差分法的FLAC程序就是现在国际上使用最广泛的用来计算地下洞室围岩稳定的应用软件之一。 本文的研究内容主要分三部分:第一部分是理论准备,首先研究了围岩稳定和锚杆受力的计算方法;接着研究了计算岩土材料的有限差分法的理论基础和实际应用程序FLAC;然后分析了对锚固效果的影响因素及如何定性的评价锚固效果。第二部分主要是关于如何确定锚固参数。由于目前在国内水电工程中,支护问题没有规范可遵循,主要是依据工程经验,这样在数值计算中锚固参数的选取难度很大。这部分借助于二维有限差分程序FLAC对地下洞室开挖和锚固支护进行了多工况的模拟计算,考虑因素主要是锚固参数中的锚杆间距和锚杆长度,数值计算得出的锚杆参数的选取结果符合水电工程中采用的实际参数,并与Barton的“Q”系统支护设计推荐的参数值进行了比较。第三部分,将二维计算得出的参数值应用于三维计算中,采用FLAC~(3D)程序对我国西南的某地下厂房洞室的分步开挖及锚固问题进行了模拟计算,得出的结论对设计和施工具有一定的指导意义。


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