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《西安理工大学》 2002年
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城门洞型洞室围岩——支护系统稳定性数值仿真试验研究

马玉扩  
【摘要】: 洞室工程新奥法的设计理念与施工技术早已被发达国家普遍采用。我国在60年代就引进了新奥法的施工技法,然而目前洞室工程的设计指导思想仍未突破50年代的山岩压力理论,对洞室稳定性态与支护结构内力变化规律的系统量化研究也少见报道。为了尽快使洞室工程的设计由以经验为主上升到以理性分析为主,本文应用奥地利大型有限元分析系统FINAL对诸如围岩类型、原岩构造应力场、洞室埋深、洞室跨度和洞室高跨比等因素对城门洞型洞室围岩—支护系统的影响进行了系统的数值仿真试验研究。并与紫坪铺工程导流洞的现场监测资料进行了详细的对比,为本文结果直接应用于工程设计提供了可靠的保障。 本文通过数值仿真试验验证了原岩构造应力场、洞室埋深、洞室跨度和洞室高跨比对围岩二次应力场、围岩位移场、围岩塑性区、喷层轴力和变形等影响的定性规律,分析出了洞室顶拱、拱腰和侧墙中点三个关键部位的围岩应力、洞壁位移、喷层特征截面应力以及锚杆轴力等指标与这些因素之间关系的量化规律,同时对比了这些规律在不同围岩中的差异。还在一定程度上评价了传统设计方法和工程类比法的适用范围。最后,对比现场监测与仿真试验结果发现:两者的洞壁位移量比较接近,洞壁位移变化规律一致,位移均随埋深的增加而增大且围岩愈差增加愈烈等。说明了数值仿真试验结果的合理性与适用性。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U451

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杜鑫;刘小兵;张吉;赵文敬;;大型水电站隧洞开挖施工的三维数值模拟研究[J];水利水电技术;2012年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 常斌;基于数值仿真试验的岩土工程智能化方法及应用研究[D];西安理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 杜鑫;大型水电站隧洞开挖施工的三维数值模拟研究[D];西华大学;2010年
2 田涛;长城窝堡井田开采引起地应力变化及对科尔康油田的影响研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
3 马云峰;超挖对地下洞室围岩稳定性及支护结构内力影响研究[D];西安理工大学;2009年
4 张承客;两条贯通结构面不同位置组合条件下洞室围岩变形规律分析[D];西安理工大学;2009年
5 菅强;城门洞型隧道围岩变形场分布规律分析与预测模型研究[D];西安理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 李宁,陈飞熊,崔政权,黄平波;江垭水电站地下洞群三维变形块体稳定分析[J];岩石力学与工程学报;1997年01期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 王璨;程桦;陈俊;;双层钢板混凝土弧板支架力学特性研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2012年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 孙金山;卢文波;;非轴对称荷载下圆形隧洞围岩弹塑性分析解析解[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
4 王伟锋;毕俊丽;;软岩浅埋隧道施工工法比选[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
5 杨小礼;眭志荣;;软弱围岩中偏压隧道的剪胀特性研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
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7 王唢;赵明阶;蒋树屏;林志;;基于渐进性破坏理论的隧道围岩压力预测研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
8 孙钧;戚玉亮;;厦门海底隧道围岩稳定性正算反演分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
9 沈世镒;罗跃虎;;关于神经网络研究的若干问题[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
10 石振明;廖显东;;岩土工程中的耦合问题[A];工程地质力学创新与发展暨工程地质研究室成立50周年学术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年
2 李伟;深部巷道围岩稳定性安全控制原理与应用研究[D];山东科技大学;2010年
3 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 朱崇辉;筑坝土料的水利工程性质研究[D];西北农林科技大学;2010年
6 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学(北京);2011年
7 朱超;大瑞铁路罗家村隧道地质环境与工程稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
8 雷军;宜万铁路施工期隧道岩溶突水地质灾害形成规律与危险性评估方法研究[D];北京交通大学;2011年
9 李鹏飞;海底隧道围岩稳定性分析与控制研究[D];北京交通大学;2011年
10 徐冲;分岔隧道设计施工优化与稳定性评价[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏发强;新义煤矿三软煤层巷道围岩稳定与支护技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 唐杰兵;平煤十一矿软岩破坏巷道修复治理研究[D];河南理工大学;2010年
3 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年
4 李连昌;新安煤田二_1煤层煤与瓦斯突出危险程度预测[D];河南理工大学;2010年
5 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
6 魏明俐;深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术研究[D];山东科技大学;2010年
7 张泽;大台煤矿深部原岩应力场及岩爆地质力学成因分析[D];山东科技大学;2010年
8 刘武麟;临近断层回采巷道围岩变形特征及支护技术研究[D];山东科技大学;2010年
9 刘兆平;HS复合型软岩大断面硐室联合支护及施工技术研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周佳媚,高波,李志业;TBM施工隧道超欠挖对围岩及支护结构影响分析[J];地下空间;2003年02期
2 王明年,关宝树;用自适应有限元法研究超欠挖对隧道稳定性的影响[J];地下空间;1996年01期
3 胡振瀛,朱作荣;岩石地层地下结构的设计方法[J];地下空间;1999年01期
4 王绍令,米海珍;青藏公路铺筑沥青路面后路基下多年冻土的变化[J];冰川冻土;1993年04期
5 王绍令,赵秀锋,郭东信,黄以职;青藏高原冻土对气候变化的响应[J];冰川冻土;1996年S1期
6 章金钊,武敬民,李祝龙;高原多年冻土地区公路修筑技术研究的回顾与展望[J];冰川冻土;1999年02期
7 何平,程国栋,俞祁浩,朱元林,徐学祖;饱和正冻土中的水、热、力场耦合模型[J];冰川冻土;2000年02期
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10 吴青柏;童长江;冻土变化与青藏公路的稳定性问题[J];冰川冻土;1995年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 姜松湖;张为民;陈培良;;块体理论及其在地下工程中的应用[A];首届全国青年岩石力学学术研讨会论文集[C];1991年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 常斌;基于数值仿真试验的岩土工程智能化方法及应用研究[D];西安理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卢刚;软岩巷道非线性三维仿真分析的研究[D];辽宁工程技术大学;2000年
2 曾祥华;深埋长隧洞围岩稳定性及支护结构设计研究[D];河海大学;2001年
3 张志强;软弱夹层对地下洞室稳定性影响的数值试验研究[D];西安理工大学;2003年
4 傅峥;瀑布沟水电站导流洞围岩稳定性与支护结构优化分析[D];武汉大学;2004年
5 王东栋;基于ANSYS的泄洪洞出口闸室三维有限元分析[D];河海大学;2006年
6 杨兴利;港口连拱隧道围岩稳定性分析及开挖模拟研究[D];西安科技大学;2007年
7 张云峰;隧道施工过程的数值模拟分析与方案的优化[D];合肥工业大学;2007年
8 孙宏超;邻近断层洞室围岩稳定性仿真试验研究[D];西安理工大学;2008年
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10 丁伟;公路隧道开挖过程的数值模拟分析及研究[D];长安大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 杨林振;赵春菊;周宜红;于金龙;;闭合排队网络模型在隧道出渣机械优选中的应用[J];水电能源科学;2014年02期
2 李宁;罗俊忠;常斌;张志强;;硐室设计与分析的新思路与新方法[J];岩石力学与工程学报;2006年10期
3 原喜忠;李宁;赵秀云;李婧;;非饱和(冻)土导热系数预估模型研究[J];岩土力学;2010年09期
4 谈云志;喻波;胡新江;刘晓玲;;非饱和土热导率预估模型研究[J];岩土工程学报;2013年S1期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 罗俊忠;断层对地下洞室围岩稳定性及其支护结构强度影响的数值试验研究[D];西安理工大学;2006年
2 马云峰;超挖对地下洞室围岩稳定性及支护结构内力影响研究[D];西安理工大学;2009年
3 张承客;两条贯通结构面不同位置组合条件下洞室围岩变形规律分析[D];西安理工大学;2009年
4 菅强;城门洞型隧道围岩变形场分布规律分析与预测模型研究[D];西安理工大学;2010年
5 李继栋;低比速水轮机转轮短叶片对水力性能影响的研究[D];西华大学;2012年
6 付国贤;低温作业条件下超厚钢板的焊接技术研究[D];青岛理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王明年,何川,翁汉民,李志业;3车道隧道模型试验研究及有限元分析[J];公路;1995年09期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 徐爱珍;土质边坡锚柱板支护系统设计新方法[J];长沙交通学院学报;2003年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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8 朱浮声;郑雨天;;两组锚杆桁架支护作用的设计计算[A];中国岩石力学与工程学会第三次大会论文集[C];1994年
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10 王丽云;;锚索格梁边坡支护系统的设计[A];天津市土木工程学会第七届年会优秀论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前6条
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3 马建峰;潘津矿:西部边陲树样板[N];中国煤炭报;2011年
4 索里马 加拿大国际工程管理有限公司地质专家;我就是小浪底工程的一分子[N];中国水利报;2008年
5 本报记者 倪金合;安全生产应常抓不懈[N];中国黄金报;2009年
6 司莹 张帆 宋道平;万成公司与美国斯特塔公司签订合作协议[N];淄博日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 孙广义;矿井支护系统可靠性理论研究[D];辽宁工程技术大学;2003年
2 薛飞;基坑支护系统控制及三维可视化研究[D];同济大学;2006年
3 殷东平;特大断面碎裂厚煤层巷道围岩控制机理及支护系统研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
4 徐杨青;深基坑工程优化设计理论与动态变形控制研究[D];武汉理工大学;2002年
5 李东;基于可靠性的锚杆支护设计理论与应用研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王玉培;新奥法隧道施工围岩—支护系统稳定性数值模拟分析[D];浙江工业大学;2013年
2 马玉扩;城门洞型洞室围岩——支护系统稳定性数值仿真试验研究[D];西安理工大学;2002年
3 辛亚军;大倾角煤层走向长壁软岩回采巷道支护系统复杂性研究[D];西安科技大学;2010年
4 宋桂红;岩体—锚杆支护系统复合材料性质数值仿真模拟研究与分析[D];武汉理工大学;2003年
5 赵占厂;深基坑支护系统的数值分析与动态监测[D];长安大学;2000年
6 郭克宝;深部解放层巷道预应力耦合支护技术研究[D];山东科技大学;2007年
7 姜叶翔;杭州地铁某车站深基坑施工监控分析研究[D];浙江大学;2008年
8 鲁明威;延吉至图们高速公路边坡落石柔性防护应用研究[D];吉林大学;2008年
9 刘德利;回采巷道预应力让压均压锚杆支护技术研究[D];山东科技大学;2008年
10 苏晓科;建筑基坑板桩墙支护模型试验装置的制作与研究[D];武汉科技大学;2005年
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