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《中国地震局工程力学研究所》 2006年
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地下洞室的几何性质对松动圈的影响

孙有为  
【摘要】:地下空间的开发和利用是当前岩土工程发展的重要趋势之一。地下洞室是开挖在岩土体中作为各种用途的构筑物,地下开挖以后,破坏了岩土体天然应力的相对平衡状态,引起围岩应力的重新分布,因此,地下洞室稳定性分析的重要内容之一是确定围岩应力的大小。围岩应力受诸多因素的影响,松动圈是重要的影响因素之一。 松动圈是在洞室开挖时,当洞壁重分布应力超过围岩的屈服强度时,洞壁围岩就由弹性状态转化为塑性状态,形成一个塑性区的分布范围,称之为塑性松动圈,一般简称为松动圈。它的主要特点是微裂隙增多,内聚力(C)、内摩擦角(φ)和模量值降低。研究松动圈的范围和分布特征,对确定围岩压力以及设计衬砌结构具有重要的意义。松动圈的分布受许多因素的影响,本文重点研究了洞室的几何尺寸对松动圈的影响,完成的主要工作有如下几个方面: 1.在查阅大量的文献资料的基础上,系统地总结了松动圈理论的研究历史和现状,对目前国内外已有的松动圈理论进行介绍,并分别指出其使用的范围和应用的局限性。对目前常用的数值模拟方法进行简要介绍。 2.对地下洞室松动圈基本理论、地下洞室对围岩的影响以及常用的松动圈计算方法进行了简要地介绍。主要包括:松动圈基本理论的介绍、开挖引起的围岩应力重分布情况、洞室围岩破坏情况和常用的塑性破坏区计算方法。 3.开发了岩土工程计算软件FLAC,介绍FLAC软件的历史、特点和分析问题的一般步骤,对其在地下洞室模拟方面的一些特殊功能进行开发和介绍,同时列举了数值分析常用的命令。 4.应用FLAC软件,从地下洞室的断面积、高度和跨度、组合形状断面等几方面对松动圈的影响进行数值模拟、计算和分析。经过详细地分析和研究,得到如下基本结论:1)地下洞室断面积的影响:随着断面积的增加,松动区在侧壁部位更加集中,洞室周围的松动圈发展加快,松动范围增加;顶部的松动区范围变大。2)地下洞室高度的影响:随着高度的增加,侧壁的松动区范围增加,角点处的松动区向深部发展,松动区开展加速,洞室高度方向松动影响范围加大。3)地下洞室跨度的影响:随着跨度的增加,顶部和侧壁松动区范围增大,其中,顶部变化尤其明显;松动区开展迅速,容易破坏。4)组合形状洞室断面的影响:组合的断面形状对松动圈的影响与简
【学位授予单位】:中国地震局工程力学研究所
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU457

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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7 薛昊博;隧道电子雷管和导爆管雷管爆破施工对围岩松动圈的影响及研究[D];北京交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 武光辉;;复杂地质条件下煤巷锚网索支护参数优化[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
8 郝君;白如红;王振华;何龙伟;;浅埋煤层综采工作面阻力分布规律研究[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
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10 章仕灵;邵顺安;陈海兵;李先章;邓涛;;闽南风化凝灰熔岩强度特性的试验研究[A];运营安全与节能环保的隧道及地下空间建设第2届学术研讨会交流报告[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
2 郭保华;循环加载下岩石裂隙变形与渗流的试验研究[D];河南理工大学;2010年
3 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年
4 张飞燕;高应力高突区域煤巷快速掘进灾害防治技术研究[D];武汉理工大学;2010年
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6 张莉丽;裂隙岩体渗透典型单元体存在性[D];中国地质大学(北京);2011年
7 王旭宏;大同矿区“三硬”煤层冲击地压发生机理研究[D];太原理工大学;2010年
8 闫永敢;大同矿区冲击地压防治机理及技术研究[D];太原理工大学;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 张文志;开采沉陷预计参数与角量参数综合分析的相似理论法研究[D];河南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
2 贾晓亮;基于FLAC~(3D)的断层数值模拟及其应用[D];河南理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑永来,刘曙光,杨林德,童峰;软土中地铁区间隧道抗震设计研究[J];地下空间;2003年02期
2 胡文清,郑颖人,钟昌云;木寨岭隧道软弱围岩段施工方法及数值分析[J];地下空间;2004年02期
3 王学滨;潘一山;李英杰;;围压对巷道围岩应力分布及松动圈的影响[J];地下空间与工程学报;2006年06期
4 郭迅;薄景山;;既有地下结构安全性鉴定研究[J];地下空间与工程学报;2007年02期
5 龚建伍;夏才初;朱合华;;鹤上隧道围岩松动圈测试与分析[J];地下空间与工程学报;2007年03期
6 高广运;冯世进;李鸿博;;卵砾石层中隧道考虑松动圈的位移反分析应用[J];地下空间与工程学报;2008年01期
7 肖明;张志国;陈俊涛;范国邦;;不同屈服条件对地下洞室围岩稳定影响研究[J];地下空间与工程学报;2008年04期
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9 孔祥智,陈炎,辛毅,顾洪明;北京卫星城发展的现状、问题和对策建议[J];北京社会科学;2005年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 陈先国;隧道结构失稳及判据研究[D];西南交通大学;2002年
2 姜云;公路隧道围岩大变形的预测预报与对策研究[D];成都理工大学;2004年
3 王心飞;深埋隧道稳定性分析的智能化及非线性研究[D];重庆大学;2006年
4 李育枢;山岭隧道地震动力响应及减震措施研究[D];同济大学;2006年
5 林大能;平巷掏槽爆破空孔尺寸效应及围岩频繁震动损伤累积特性研究[D];中南大学;2006年
6 吴祥松;高速公路连拱隧道施工时空效应及动态三维反馈分析[D];同济大学;2007年
7 赵旭峰;挤压性围岩隧道施工时空效应及其大变形控制研究[D];同济大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李军;大跨度公路隧道动态施工围岩稳定性数值分析[D];河海大学;2006年
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4 李曙光;EPB盾构法隧道施工引起的地表沉降分析与数值模拟[D];中南大学;2006年
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6 张长亮;基于监控量测与数值分析的隧道围岩稳定性判定方法研究[D];重庆交通大学;2008年
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8 赵晓勇;软岩隧道钻爆法施工扰动范围的研究[D];北京交通大学;2008年
9 孙亚飞;小波分析理论应用于岩石松动圈声波测试的研究[D];武汉理工大学;2008年
10 李志辉;城市隧道浅埋暗挖地表沉降规律及控制研究[D];中南大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹绍明;;矿山控制爆破技术在城市地下大断面轻轨施工中的应用[J];爆破;2011年03期
2 翁其能;田卫明;史爱民;;公路隧道新奥法施工围岩位移时空效应分析[J];公路交通科技(应用技术版);2010年09期
3 王有凯;肖祯雁;;858矿的爆破振动对相邻巷道的影响[J];工程爆破;2012年03期
4 潘强;张继春;;露天矿山爆破对拟建隧道的影响分析[J];化工矿物与加工;2012年01期
5 刘培正;叶振华;张传信;;梅山铁矿塌落界线外残留矿体开采技术研究[J];金属矿山;2011年12期
6 汪海波;徐颖;;爆破对软岩巷道松动范围影响的测试与分析[J];煤矿安全;2012年11期
7 肖建清;冯夏庭;林大能;;爆破循环对围岩松动圈的影响[J];岩石力学与工程学报;2010年11期
8 黎高辉;吴从师;邓泷波;;基于变位规律的悬索桥锚碇隧道围岩损伤度安全阈值研究[J];岩石力学与工程学报;2010年S2期
9 李晓静;朱维申;李术才;杨为民;;考虑开挖卸荷劈裂效应的脆性裂隙围岩位移预测新方法[J];岩石力学与工程学报;2011年07期
10 单仁亮;周纪军;夏宇;刘响钟;贾林;;爆炸荷载下锚杆动态响应试验研究[J];岩石力学与工程学报;2011年08期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 金解放;静载荷与循环冲击组合作用下岩石动态力学特性研究[D];中南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚虎;地铁钻爆法对既有桥桩基影响[D];北京交通大学;2011年
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6 杨斌;辽东湾核电站隧道围岩松动圈探测评价与开挖支护力学特性研究[D];长沙理工大学;2011年
7 黎高辉;基于变位规律的锚碇隧道围岩损伤度安全阈值研究[D];长沙理工大学;2009年
8 薛昊博;隧道电子雷管和导爆管雷管爆破施工对围岩松动圈的影响及研究[D];北京交通大学;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙有为;薄景山;孙超;;地下洞室松动圈的研究方法与现状[J];防灾科技学院学报;2009年02期
2 陈健康;德国瓦尔德克Ⅱ号抽水蓄能电站地下洞室处理[J];四川水利;1996年01期
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 陈晓军;甘肃省16个项目亮相高交会[N];甘肃日报;2008年
2 董映璧;“惠更斯摆钟”之谜被破解[N];科技日报;2002年
3 记者 林赛君;浅埋暗挖对付“豆腐土”[N];温州日报;2008年
4 ;自强不息 勇于超越[N];中国信息报;2009年
5 ;2004年普通高等学校招生全国统一考试大纲(1)[N];中国教育报;2004年
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7 本报记者  陈果;利用地源热泵系统发展东莞建筑节能[N];广东建设报;2006年
8 记者 李迎鑫;我市两项目获国家科技进步二等奖[N];三峡日报;2007年
9 贝为超张重汶 潘炳康;“创新龙滩”催人奋进[N];广西日报;2007年
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6 刘红英;多层规划的理论与算法研究[D];西安电子科技大学;2000年
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8 林大能;平巷掏槽爆破空孔尺寸效应及围岩频繁震动损伤累积特性研究[D];中南大学;2006年
9 杨乐;基于Cosserat介质理论的层状岩体均匀化数值分析与应用研究[D];重庆大学;2009年
10 陈强;地下洞室围岩岩体结构量化研究及块体稳定性评价[D];成都理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙有为;地下洞室的几何性质对松动圈的影响[D];中国地震局工程力学研究所;2006年
2 姚虎;地铁钻爆法对既有桥桩基影响[D];北京交通大学;2011年
3 田新星;大断面地下洞室围岩稳定及支护措施研究[D];天津大学;2012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 段小强;洞室围岩松动圈强度参数反演分析探索[D];西安理工大学;2005年
6 夏峰;地下洞室围岩松动圈影响因素分析[D];中国地震局工程力学研究所;2009年
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8 丛蓉;地下洞室围岩压力分析及深圳地铁盾构法施工的数值模拟[D];天津大学;2004年
9 孙玉峰;梅河矿软岩巷道锚喷网支护研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
10 杨永亮;蒲河煤矿综放工作面两巷锚喷支护技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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