一、浅埋洞室围岩压力有限元分析（论文文献综述）
王文轩[1]（2020）在《浅埋小净距三孔地铁隧道开挖顺序优化研究》文中进行了进一步梳理随着我国经济的快速发展,地下工程及隧道建设大量地出现在人们的视野之中。为了更好地开发利用地下空间,多孔浅埋并行小净距隧道越来越多的出现在隧道建设工程中。由于后行隧道会对先行隧道产生影响,因此采用不当的施工顺序可能会增加隧道施工过程中的风险,而合理的施工顺序可以有效的保证隧道开挖过程中围岩的稳定性。目前,国内外对于三孔及三孔以上隧道群的研究比较少,而对于三孔及三孔以上隧道施工顺序的有关研究更是少之又少,如何采取合理的施工顺序来保障隧道施工安全引起越来越多人的关注。本文以重庆市六号线支线清溪河站-刘家院子站区间浅埋三孔小净距隧道工程为背景,采用三维数值模拟软件建立此工程背景下的隧道模型,并对其施工过程进行数值模拟。通过对现场实际工况进行模拟,分析其施工阶段的力学特性及围岩位移,并且结合现场关于洞室周边位移的实测数据来验证数值模拟的可靠性。进而重点对三孔隧道不同开挖顺序进行研究,通过对比分析六种不同开挖顺序的中间岩柱体稳定性、地表沉降以及洞室周边位移等几方面的变化,得出三孔浅埋小净距隧道的最优开挖顺序。本文主要研究内容及结论如下:（1）通过数值模拟对现场实际工况及施工顺序进行模拟,分析其多孔隧道并行施工时中间岩柱体的力学体征及围岩位移,得到后行隧道对于先行隧道的影响主要集中在隧道边墙上,后行隧道会对先行隧道产生应力叠加以及位移叠加。通过对比分析隧道拱顶沉降现场实际数据与模拟数据,验证了本文数值模拟的可靠性。（2）通过数值模拟对六种不同隧道开挖顺序进行研究,分析其中间岩柱体应力分布、地表沉降以及洞室周边位移。得到六种方案的地表沉降最大值出现位置因施工顺序的不同而不同。模拟分析洞室周边位移可知,先开挖隧道周边位移变形大,后开挖隧道周边位移变形较小。当多条隧道并行施工时,应加强隧道支护,并减小施工扰动。（3）运用数值模拟分析对比六种施工顺序方案的围岩应力、地表沉降和周边位移三方面的优劣。综合分析得知,方案二（先开挖右线隧道,再开挖中线隧道,最后开挖左线隧道）在地表沉降、洞室周边位移及隧道间岩柱体受力方面较好。此方案为六种开挖顺序方案中的最优方案,可以更加有效的保障隧道施工安全。
刘晓盼[2]（2018）在《考虑空间效应土质隧洞的掘进施工及衬砌设计有限元应用研究》文中指出目前,在隧洞及地下工程建设方面,中国的技术水平己走在世界前列,所建工程规模、数量、地质条件及其结构形式都面临着前所未有的挑战,对于岩质隧洞的设计以及施工方法已经有了较成熟的理论,而土质隧洞,无论是工程数量还是科研研究尚没有形成一套系统的、完整的体系,在设计和施工中可供借鉴的资料和经验有限。本文针对土质隧洞塑性变形破坏问题,选取湖北省鄂北地区水资源配置工程中纪洪隧洞土洞段为研究对象,利用有限元分析软件,考虑隧洞开挖面附近隧洞的空间效应,充分利用开挖面的虚拟支撑作用,采用“广义虚拟应力法”的原理,对隧洞开挖过程进行模拟,研究了隧洞围岩变形与荷载释放率的规律、施工喷锚支护的内力分配比例;并通过对土质隧洞深浅埋规律总结分析,采用现有相关规范中适合本工程土质隧洞的计算依据,确定隧洞深浅埋的变化规律,选用隧洞最不利断面及相关规范中二次衬砌承担荷载比例,对围岩的承载能力进行计算分析。主要得出以下结论:（1）隧洞围岩荷载释放率与变形的关系:随着开挖荷载释放率的提高,围岩位移变化逐渐减小;在开挖荷载刚开始释放的时候位移增量最大,荷载释放率达到一定程度时位移增量基本不变,围岩位移稳定增大。（2）隧洞支护结构不同组成结构由于其刚度不同,承担的内力也不同,纪洪隧洞土洞段喷砼与钢拱架的弯矩、剪力承担比例为1.04:1,轴力承担比例为1:1.73。（3）隧洞的围岩压力因隧洞深浅埋的变化有所不同,浅埋洞室围岩压力,随着隧洞埋深的增大而增大,深埋隧洞的围岩压力与隧洞的埋深无关,也即围岩压力不随隧洞的埋深变化。（4）《公路隧道规范》中规定Ⅴ类围岩的二次衬砌的荷载分担比例为60%80%,纪洪隧洞土洞段采取70%,通过对隧洞的有限元分析,70%的荷载承担满足实际工程要求。
张书强[3]（2018）在《浅埋软岩段大跨度隧道围岩压力计算方法研究》文中提出伴随着社会的快速发展,交通运输的体量呈日益增大趋势,多车道公路的建设也越来越多,与之相随而来的大跨度隧道建设则不可避免。浅埋软岩段大跨度隧道围岩质量通常比较差,开挖后自稳本领较弱;且地表崎岖不平,大多存在偏压效应。隧道在设计和施工过程中,围岩压力的准确计算已成为亟待需要解决的问题。本文依托广州龙头山隧道工程,分别从实测总结、数值模拟及理论计算三个方面对浅埋软岩段大跨度隧道的围岩压力进行了分析,主要获得了以下研究成果:1.采用FLAC3D有限差分软件,分别基于过程设计法和状态设计法对浅埋软岩段大跨度隧道的竖向和水平向围岩应力进行了模拟计算并分析了其分布规律,且将基于过程设计法的模拟计算结果和实测结果作了比较分析;2.就国内外现有常用的浅埋隧道围岩压力理论方法计算原理作了详细介绍,对各计算方法的局限性进行了讨论,为各理论方法的改进和正确使用指明了方向;3.结合工程实例,采用各种常用浅埋隧道围岩压力理论方法分别计算大跨度浅埋软岩段双洞隧道围岩压力,与基于状态设计法模拟计算得出的围岩压力进行对比分析,并得出净距和地面坡度角是影响大跨度双洞隧道围岩压力的两个关键因素等一系列结论;4.基于谢家烋理论法和岩土体的极限平衡原理,从单洞隧道过渡到双洞隧道,推导出了单一坡面和变坡面浅埋双洞隧道围岩压力计算方法,并就公式的正确性、适用性和创新性均分别进行了讨论;5.基于本文推导出的单一坡面双洞隧道围岩压力计算方法,分别从净距和地面坡度角两个方面对隧道围岩压力的影响进行了分析,得出了按净距划分浅埋软岩双洞隧道类型的分界标准和埋深较大侧隧洞在地面坡度角较大时对净距的敏感性更高等结论。总而言之,任何围岩压力理论计算结果均会与实际存在差异,本文所获得的研究成果旨在最大化缩小其差别,从而给浅埋软岩段大跨度隧道的设计和施工提供参考。
王志伟[4]（2015）在《上软下硬节理岩体中地下洞室围岩松动特性与松动压力计算方法研究》文中研究说明近年来,随着高速公路、铁路、城市地铁隧道的大量兴建,建设环境日益复杂,以往基于连续介质力学方法和均质体的地下工程设计计算方法,由于难于全面反映节理岩体的复杂力学性质,已难于满足工程建设要求。其中,支护结构计算中最重要、最基础的松动围岩压力计算方法无法全面考虑岩体中各类结构面分布特征与力学性质对地下洞室周围松动区形态和大小的影响,用于计算节理岩体中地下洞室松动围岩压力时会产生较大偏差。因此,针对节理岩体中的地下洞室,研究能够反映岩体实际特性的围岩变形破坏机制,发展更加合理的围岩松动压力计算方法已经成为一个亟待解决的问题。依托国家自然科学基金面上项目,本文开展了节理岩体中地下洞室松动特性与松动围岩压力计算方法的研究。主要针对上软下硬岩质地层中地下洞室,采用现场实测、数值模拟与理论研究相结合的研究方法,系统全面地对岩质地层中地下洞室开挖后,围岩松动机制、松动模式、塌方掉块机制、松动区定量评价、松动区影响因素的定性分析与定量分析、松动区范围、边界预测公式、围岩松动压力等进行了分析。在客观准确描述洞室开挖后岩层松动特性基础上,探讨了计算松动压力的计算方法。论文取得以下主要研究成果。（1）基于围岩亚级分级,采用正交试验设计原理结合离散单元法数值分析软件,建立了可考虑12个影响因素（埋深、跨度、高跨比、侧压力系数、洞室上部较软地层厚度、软硬地层物理力学参数、结构面产状等）包含4组独立节理的384个模型,通过分析总结提出了围岩松动、破坏过程的四个阶段,即裂隙扩展阶段、裂隙加速破坏阶段、裂隙的减速破坏阶段、松动破坏完成阶段,发现节理的滑移与开裂是围岩失稳的主要原因。（2）分析了洞室开挖后节理倾角对围岩破坏模式的影响,阐述了每种破坏模式的发生位置与发生机理,给出了合理的施工支护建议,并指出定量分析围岩塌方掉块区域的范围、边界等所存在的困难。（3）研究了节理张开、滑移对松动区的影响,提出了由节理滑移区域定量评价地下洞室围岩松动范围和大小的新方法,并统计得出地下洞室松动区形态的三种主要类型：开口型、闭口型和环型。通过对松动区形态与地下洞室埋深、地下洞室跨度、贯通倾斜节理倾角的关系的研究,得出闭口型松动区是开口型松动区和环型松动区的过渡形态的结论。（4）提出了以洞室松动区为环型松动区时对应的最小埋深为标准的岩质地层中洞室深、浅埋分界评价方法,并采用离散单元法数值分析软件对726个数值模型的计算分析,得出了Ⅳ级和V级围岩条件下跨度为5m-26m的地下洞室深、浅埋分界值。（5）应用数据包络分析理论,对开口型松动区和环型松动区的影响因素进行了定量分析,统计得出了每个因素的影响权重和大小排序,遴选取出了隧洞周围松动区的主要影响因素与次要影响因素。（6）分析了开口型松动区和环型松动区边界轮廓曲线函数形式,推导出6种组合地层条件下下开口型松动区和环形松动区边界曲线函数的经验预测公式,并定性分析了各主要影响因素对开口型松动区在地表的延伸长度和环型松动区松动高度的影响。（7）对经典的深埋和浅埋松动压力计算方法的计算原理、应用范围及局限性进行了分析与讨论,在不改变其计算原理的基础上,结合岩质地层中围岩松动区特性研究结论,对各经典方法进行了修正。（8）分地下洞室埋深大于上部较软地层厚度和地下洞室埋深小于上部较软地层厚度两种情况,基于应力传递原理和极限分析上限理论分别推导得出了上软下硬岩质地层中深埋和浅埋地下洞室围岩松动压力的理论计算公式。（9）通过实际工程算例,分析并讨论了各种围岩松动压力计算方法所得结果的差异性、合理性和适用性,提出将基于松动区边界的应力传递法作为节理岩体中地下洞室松动压力的推荐方法,。同时,在实际工程应用时,为保证计算结果的准确性,建议对于浅埋洞室,竖向压力可用本文提出的基于松动区边界的极限分析上限法计算校对,水平压力可用修正的谢家烋公式计算校对；对于深埋洞室,竖向压力可用本文提出的基于松动区边界的极限分析上限法计算校对。
李宁,曲星,姚显春,刘乃飞[5]（2012）在《浅埋松散围岩中有限元方法应用的进一步研究》文中研究指明对已提出的基于浅埋松散围岩的拟塌落拱离散化有限元稳定性分析方法做了进一步研究。与其它数值仿真分析方法进行了对比,提出了该方法的明确定义及适用范围;通过与常规有限元方法计算结果的对比,进一步证明了该方法计算结果的合理性,能够更真实的反映浅埋松散围岩在近地表、滑裂面与地表相交部位、洞室顶部以及拱脚、边墙底部等部位的围岩受拉情况及松散破碎围岩内部的屈服破坏以及岩体向洞内塌落的趋势,从而真实揭露出围岩发生拉裂、压坏并掉块的现象;以洞顶位移是否收敛为判断依据,初步探讨了离散界面参数以及离散块体大小对计算结果的影响,证明了塌落拱离散化有限元法在技术及工程上应用的可行性。
何贤锋[6]（2012）在《人防改扩建地铁设计控制理论及其应用研究》文中研究说明随着城市建设的快速发展,城市地下空间的开发和利用受到日益广泛的重视,其中改造利用既有人防隧道成为城市地铁的新思路被纳入重要研究课题。与常规隧道开挖方式不同,人防隧道改建是在既有断面基础上进行单侧和双侧扩挖形成新的地下空间,目前相关的设计理论和施工控制理论基本是空白。哈尔滨地铁一期工程全长14.41km,基本上全段利用了既有人防隧道,其利用规模、环境复杂程度,在国内外都是罕见的。依托该项工程,本文研究了既有人防隧道改扩建地铁的设计及控制理论。在既有人防隧道改扩建工程中,必须破除原人防隧道衬砌、二次开挖、二次支护,经现场量测与计算分析,扩挖前后隧道支护结构变形不大,但隧道衬砌结构内力变化较大,支护结构与围岩的相互挤压作用强烈。由此,本文以极限平衡理论为基础,分析了隧道扩挖前后对上方围岩扰动产生的极限荷载,建立了适用于人防隧道扩挖的“荷载-结构”设计模型；引入“施加虚拟支撑力逐步释放法”,分析了扰动围岩与支护结构的共同作用,重点解决了人防隧道的扩挖中,破除原人防隧道衬砌、二次开挖、二次支护阶段的应力释放与荷载转移的数值模拟问题,建立了人防隧道扩挖“地层-结构法”设计理论。通过现场工艺试验,研究了既有人防隧道改扩建预注浆加固的设计参数,将工艺试验成果与相关数值模拟相结合,定量分析了注浆加固圈与应力场、塑性区的相关性。将工艺试验成果提升到可定量评价的理论层次,形成了既有人防隧道扩挖预支护注浆设计方法与设计理论。将地表建筑、区域岩体、支护结构作为一个地质整体进行分析和计算,提出了人防隧道扩挖施工引起建筑物损害的评价方法。遴选了地表沉降量作为既有人防隧道扩挖的主控指标,提出了“工前预测”、“工间预测”的概念,从工程管理角度、设计和控制理论方面将隧道的设计、施工、监控量测更紧密的结合在一起。设计阶段的“工前预测”以随机介质法理论为基础,在假定隧道断面的不均匀椭圆化收敛形式的条件下,推导了单双侧扩挖的地表沉降量预测公式。而“工间预测”基于概率计算的方法,建立灰色一马尔科夫链预测模型,将既有监测数据导入该模型,对未来沉降值进行预测。将两阶段预测相结合,可更准确的动态调整设计方案,实现信息化施工。
陈旭光[7]（2011）在《高地应力条件下深部巷道围岩分区破裂形成机制和锚固特性研究》文中提出近年来,随着国民经济的持续稳定增长,国家对地下洞室开发利用逐渐趋向于深部。在高地应力、高渗透压、高温和开挖扰动等复杂恶劣地质条件下,深部地下工程产生了诸如大变形、强流变等特殊的变形破坏方式。其中,分区破裂是最引人关注的问题。分区破裂是深部巷道围岩在高地应力下的特殊工程地质现象,如果处理不当将会造成大范围的巷道破坏。因此,国内外专家学者对此进行了大量研究,但对分区破裂的形成机制仍没有统一的结论。本文结合国家自然科学基金项目“高地应力深部巷道围岩非线性变形破坏机理及锚固特性的研究”,以淮南矿区丁集煤矿-910m深部巷道为工程背景,通过采用真三维地质力学模型试验和理论分析相结合,并辅以现场监测和数值模拟的手段,全面系统研究了高地应力条件下深部巷道围岩分区破裂形成机制以及分区破裂形成过程中围岩的变形破坏规律。以此为基础,建立了分区破裂形成的条件判据,并研究了深部巷道围岩分区破裂的锚固特性。主要的研究内容和创新点如下：1)通过钻孔电视对淮南丁集矿深部巷道进行围岩破坏观测证实,深部巷道围岩存在分区破裂现象。观测结果初步表明深部巷道围岩分区破裂的破裂形态、破裂区半径、分布特征等与开挖巷道半径密切相关。2)开展了预留洞室轴向压缩破坏的模型试验,发现轴向高压力下洞室围岩出现了多条间隔破坏线。初步表明轴向高压力是导致产生分区破裂的重要因素。3)首次通过相似材料三维地质力学模型试验,再现出高地应力条件下深部巷道开挖导致围岩形成分区破裂现象,并获得巷道围岩位移和径向应变呈现波峰与波谷交替分布的波浪形变化规律。试验得到的分区破裂形态特征及围岩位移分布规律与现场监测基本一致。4)自主研制的高地应力真三维加载模型试验系统可用于同步、独立地向模型施加三轴高地应力。5)研究得到巷道围岩裂纹的扩展轨迹。首先提出了受压裂纹扩展的计算方法,然后通过扩展有限元将其应用于裂纹扩展轨迹的计算,计算结果表明围岩裂纹扩展到一定长度将最终趋向于形成环状断裂。6)通过对深部巷道围岩应力应变场和能量场的研究,揭示了分区破裂的形成机制。即围岩弹塑性区边界存在着切向应力峰值、径向应变不协调性和应变能的聚集,使该区域形成与开挖洞室呈同心圆的环状断裂,从而导致围岩卸荷及应力重分布并使围岩产生新的弹塑性区边界。该过程不断循环、递进,便形成了分区破裂现象。揭示了分区破裂产生后围岩位移与应变呈波峰波谷波浪形分布的原因在于新的塑性区的不断形成,使得新形成的塑性区的应变和位移值出现突变。7)通过研究得到形成分区破裂的地应力特征为轴向地应力第一或第二主应力,各破裂区形成具有时间上的递进性；当地应力不足以达到判据时分区破裂过程停止；分区破裂形态与开挖洞室半径、围岩力学参数等有关,各破裂区半径之间符合等比关系。这基本解释了试验和现场观测到的现象。8)建立了分区破裂的起裂判据。首先提出了极坐标系下的滑移裂纹模型,并将其扩展到一定程度后等效为圆弧形裂纹,通过复变函数计算了其受圆形洞室影响下的应力强度因子,认为当其大于围岩断裂韧度时分区破裂开始形成。9)基于能量平衡原理建立了分区破裂的形成判据：首先通过研究认为围岩开挖卸荷释放的应变能为围岩破坏的能量来源,并计算了围岩的可释放应变能；然后通过极坐标系下滑移裂纹模型计算了环状断裂形成所耗散的能量。当围岩可释放应变能大于塑性区边界环状断裂形成所耗散的能量时,分区破裂将会形成。10)将得到的分区破裂起裂判据程序化,将其嵌入扩展有限元平台,初步经过对高应力下深部巷道的模拟,得到了围岩的分区破裂现象。模拟得到的围岩破坏形态、破裂圈数等均与试验观察到的分区破裂现象大体符合。11)通过深部巷道围岩分区破裂锚固特性的地质力学模型试验发现锚杆对分区破裂有明显抑制作用。发现轴向高地应力作用下深部巷道围岩潜在的分区间隔破裂导致锚杆受力呈现拉压交替的变化现象。12)通过研究锚杆完全屈服时所吸收的能量,建立了基于能量平衡原理的抑制分区破裂形成的判据。初步研究了抑制分区破裂现象而采取的锚杆布置方式。
李宁,朱才辉,姚显春,何敏[8]（2009）在《一种浅埋松散围岩稳定性离散化有限元分析方法探讨》文中研究说明以鲁地拉水电站导流洞进出口段松散围岩稳定分析为背景,提出拟塌落拱有限元法及拟塌落拱离散化有限元法分别来模拟这一塌落机制,试图将松散介质这一塌落荷载特性与有限元法中能考虑支护结构与围岩相互作用的特点结合起来,更接近实际状态。研究结果表明:提出来的拟塌落拱离散化有限元法能够较好地模拟低地应力区浅埋松散介质地下洞室开挖的塌落机制,比较符合工程实际,对工程设计与分析有重要意义。
赵宝友[9]（2009）在《大型岩体洞室地震响应及减震措施研究》文中研究表明近年来,随着我国西部大开发战略的深入推进,数十座大型水电站工程在我国西部的地震高烈度聚集区和频发区正在或即将兴建。受地形等条件的限制,这些水电站的引水发电建筑物往往布置在地下岩体中,形成超大型的岩体地下洞室群。由于这种大型的岩体地下洞室群在空间上表现为大跨度、高边墙和长轴线的特点,那么,如何确保这类大型岩体地下洞室群在地震荷载作用下,尤其是强震作用下的动力稳定性,是工程设计中急待解决的关键问题。因此,本文以动力非线性有限元程序ABAQUS为平台,对水电站厂房岩体地下洞室群地震响应的数值模型、计算方法和影响因素进行了系统研究,并在此基础之上,提出了水电站厂房这类大型岩体洞室的减震方法。首先,建立了适合岩体地下洞室群静动力分析的有限元-无限元（FE-IE）耦合计算模型。基于该FE-IE耦合计算模型,通过数值解答与解析解答的对比分析,验证了ABAQUS中隐式和显式两种动力模块求解半空间散射场波动问题的精确性和可行性,进而证明了该耦合计算模型在地下洞室静动力分析研究领域的良好应用前景。之后系统研究了洞室埋深、地应力、岩体强度和断层破碎带这些地质因素对岩体洞室动力响应的影响。计算表明,洞室的埋深、地应力状况、岩体强度和断层破碎带在不同程度上都会影响着岩体洞室的地震响应。其次,从理论分析的角度,通过对损伤塑性模型基本理论及其适用条件的分析,阐明了损伤本构模型用于岩体地下洞室动力特性研究的理论适应性,并将此损伤塑性本构模型用于水电站厂房岩体地下洞室结构地震响应的研究。实例分析表明,损伤塑性模型能考虑地震等循环动荷载作用下岩体刚度退化和应变率的影响,能很好地描述混凝土、岩体等脆性材料的力学损伤行为,适合在岩体地下洞室抗震分析中应用。对于平行并排布置的水电站厂房岩体地下洞室群来说,当洞室群间距小于一倍洞室特征长度时（洞室特征长度定义为洞室群中相邻洞室最大的洞室跨度）,洞室间距显着影响着洞室群的稳定性;当洞室群相邻洞室围岩厚度超过临界洞室间距时,洞室群稳定性受洞室间距的影响较小;对于一般工程的岩体来说,当洞室间距超过两倍的洞室特征长度时,结合合理的支护方式和抗震措施,洞室群的稳定性在一定程度上足可以得到满足。再次,考虑到水电站厂房岩体洞室轴线尺寸较长和地震动空间非均匀性的特点,研究了行波激励下这类大型岩体洞室的动力非线性响应。地震动行波激励下,洞室轴向各点的地震响应存在一定的相位差。地震动幅值是造成地下洞室发生破坏的关键因素,对于水电站厂房这类长轴线（轴线长度为300～400 m）的大型岩体地下洞室来说,小幅值地震动的行波效应对地下洞室破坏未产生明显影响,此时可不考虑地震动行波效应;然而,强震的行波效应对地下洞室破坏影响十分显着,此时应考虑强震动行波效应。随后,针对爆炸荷载这一特殊的高频动荷载,研究了水电站厂房岩体洞室的抗爆性能。浅埋深的洞室抗爆性能较差,深埋深的洞室抗爆性能较强。当侧压系数小于1时,随侧压系数的增加,洞室的抗爆性能变化并不明显;当地应力侧压系数大于1后,由于洞室稳定性受水平向地应力影响较大,随侧压系数的增加,洞室的抗爆性能显着降低。由于洞室拱顶效应影响,实际工程应加强对洞室拱肩、拱顶、底脚的加固支护,特别是洞室的拱肩部位。最后,针对水电站厂房这类大型岩体洞室,提出了采用设置柔性隔震垫层、注浆加固层和轴向隔震缝的减震措施,并分别对柔性隔震垫层、注浆加固层和轴向隔震缝的减震效果进行了敏感性分析。研究结果表明,硬岩洞室采用柔性隔震垫层的减震效果比较理想;软岩洞室采用注浆加固层的减震效果最佳;设置轴向隔震缝更有利于提高洞室结构的抗震性能。尽管设置柔性垫层后没有从根本上改变岩体洞室结构的动力特性,但设置一定厚度的柔性隔震垫层后不仅能充分发挥岩体洞室围岩的自承能力,而且还能明显地减小混凝土衬砌的动力反应。注浆加固层在很大程度上能减轻软岩洞室结构的地震反应。相邻机组段之间设置隔震缝不仅能降低施工期间混凝土所产生的干缩裂纹,而且在地震动期间还能显着降低混凝土衬砌的地震应力。本文提出的减震措施为后续类似工程的隔震和减震设计提供了方向。
曲星[10]（2009）在《隧洞支护结构设计计算若干问题研究》文中研究说明随着我国水利、公路、铁路等工程建设序幕的拉开,隧洞作为工程中重要的一部分得到了广泛的重视,而保证隧洞稳定的重要措施就是支护结构的布置,目前支护结构的设计面临着许多迫切需要解决的问题,因此从不同方面对其展开研究具有重要的理论意义和工程实际意义。隧洞支护结构设计目前主要有以下几个问题：围岩压力的确定、深浅埋深的划分、荷载-结构法计算时的误差以及常规有限元法在计算浅埋松散围岩洞室支护结构受力时的准确性,本文从这几个方面入手,提出了新的深浅埋划分方法,为研究荷载-结构法误差设计了一种拟塌落拱有限元法,在浅埋松散围岩洞室支护结构受力的计算上,推荐采用本文提出的离散化有限元方法。主要研究成果如下：（1）总结并剖析了现有深浅埋洞室下松散岩体围岩压力计算常用公式,得出浅埋洞室围岩压力计算不出现负值的洞型条件及公式在推导假定上的具体差距；通过计算对比松动岩体围岩压力计算方法在不同洞型、不同洞跨以及不同围岩类别下计算值之间的区别。（2）总结并对比了现有深浅埋划分方法,以深浅埋交接处计算围岩压力值不出现突降为依据,建立了修正洞跨的深浅埋划分方法,以此为基础提出了相应的深浅埋隧洞围岩压力计算公式。（3）设计了一种拟塌落拱有限元法,以其计算结果为对比,分析了浅埋洞室不同洞跨、不同洞高、不同埋深及不同围岩类别下的荷载-结构法的计算误差；对比了深埋隧洞下松动荷载与形变荷载计算衬砌受力值之间的差别。（4）提出了一种针对浅埋松散围岩洞室支护结构计算的新方法—离散化有限元法,对比了其与常规有限元法在计算值上的差别；通过对离散块体围岩参数、离散界面参数及离散块体大小对离散化有限元结果的影响研究,证明了离散化有限元在应用上的可行性；通过工程实例证明了本文提出方法的实用性。
二、浅埋洞室围岩压力有限元分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、浅埋洞室围岩压力有限元分析（论文提纲范文）
（1）浅埋小净距三孔地铁隧道开挖顺序优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 小净距并行隧道研究现状 |
| 1.3.2 三孔或以上孔洞隧道开挖问题研究 |
| 1.3.3 隧道施工顺序研究 |
| 1.3.4 监控量测研究 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 并行隧道施工特性分析 |
| 2.1 深浅埋隧道与小净距隧道划分原则 |
| 2.1.1 深浅埋隧道划分原则 |
| 2.1.2 小净距隧道划分原则 |
| 2.2 并行隧道围岩稳定性分析 |
| 2.2.1 围岩的稳定性 |
| 2.2.2 围岩破坏机理 |
| 2.2.3 中间岩柱体失稳过程 |
| 2.3 并行隧道施工产生的地表沉降 |
| 2.3.1 单孔隧道地表沉降规律 |
| 2.3.2 双孔隧道地表沉降规律 |
| 2.3.3 三孔隧道地表沉降规律 |
| 2.4 数值计算分析理论基础 |
| 2.4.1 MIDAS/GTS NX软件介绍 |
| 2.4.2 MIDAS/GTS软件本构模型, |
| 2.4.3 围岩屈服准则 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 三孔隧道开挖的数值模拟计算与分析 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.1.1 地形地貌 |
| 3.1.2 地层岩性 |
| 3.1.3 水文地质 |
| 3.1.4 气象条件 |
| 3.2 三孔并行隧道位置及隧道结构设计 |
| 3.2.1 隧道位置 |
| 3.2.2 隧道结构设计 |
| 3.2.3 隧道开挖施工步序设计 |
| 3.2.4 隧道开挖爆破参数设计 |
| 3.3 计算参数及模型 |
| 3.3.1 计算参数 |
| 3.3.2 计算模型介绍 |
| 3.4 计算结果分析 |
| 3.4.1 围岩应力分析 |
| 3.4.2 地表沉降分析 |
| 3.4.3 拱顶沉降及水平收敛分析 |
| 3.4.4 初期支护安全性分析 |
| 3.5 与现场监测结果对比 |
| 3.5.1 测点布置图 |
| 3.5.2 现场监测数据对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 三孔隧道开挖顺序优化研究 |
| 4.1 数值计算模型 |
| 4.2 围岩应力分析 |
| 4.2.1 竖向土应力云图 |
| 4.2.2 隧道间岩柱体墙腰水平线上应力分布 |
| 4.2.3 ZX方向剪应力云图 |
| 4.3 地表沉降分析 |
| 4.4 洞室周边位移分析 |
| 4.4.1 洞室周边竖向位移分析 |
| 4.4.2 洞室周边水平位移 |
| 4.5 施工顺序优化 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）考虑空间效应土质隧洞的掘进施工及衬砌设计有限元应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 围岩稳定性研究进展 |
| 1.2.1 围岩压力理论的研究进展 |
| 1.2.2 土质隧洞围岩变形特性 |
| 1.3 支护设计理论研究进展 |
| 1.3.1 现代支护理论 |
| 1.3.2 软弱围岩的支护理论 |
| 1.4 施工技术的研究进展 |
| 1.4.1 施工技术的发展 |
| 1.4.2 施工技术特性 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 1.6 技术路线 |
| 2 基本原理及其理论 |
| 2.1 基本原理及其理论 |
| 2.1.1 新奥法原理 |
| 2.1.2 实施新奥法的开挖过程 |
| 2.1.3 新奥法的支护理论 |
| 2.2 有限元法的简介 |
| 2.3 弹塑性本构模型理论 |
| 2.3.1 弹性模型 |
| 2.3.2 弹塑性本构方程 |
| 2.4 弹塑性区服准则 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 隧洞施工空间效应数值模拟研究 |
| 3.1 工程概况及地质特性 |
| 3.1.1 工程概况 |
| 3.1.2 地质特性 |
| 3.2 隧洞施工过程数值模拟 |
| 3.2.1 隧洞开挖的空间效应 |
| 3.2.2 施工过程的动态模拟方法 |
| 3.2.3 开挖过程的卸荷模拟 |
| 3.3 考虑土质隧洞空间效应的有限元分析 |
| 3.3.1 围岩释放荷载与围岩变形的规律 |
| 3.3.2 隧洞的有限元分析 |
| 3.3.3 结构判别 |
| 3.3.4 施工喷锚支护内力分配比例 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 隧洞深浅埋的确定及衬砌计算 |
| 4.1 衬砌设计模型研究 |
| 4.1.1 衬砌结构模型计算基本假设 |
| 4.2 隧洞衬砌结构计算理论 |
| 4.2.1 围岩压力 |
| 4.2.2 弹性抗力 |
| 4.3 深浅埋界定分析及计算 |
| 4.3.1 浅埋隧洞围岩压力的计算 |
| 4.3.2 深埋隧洞围岩压力的计算 |
| 4.3.3 深浅埋的确定 |
| 4.3.4 不同埋深隧洞土压力规律 |
| 4.4 二次衬砌结构力学计算及分析 |
| 4.4.1 计算模型与边界条件 |
| 4.4.2 计算结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的实践项目 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）浅埋软岩段大跨度隧道围岩压力计算方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 课题研究的意义 |
| 1.3 研究现状综述 |
| 1.3.1 理论计算方法 |
| 1.3.2 数值分析方法 |
| 1.3.3 模型试验方法 |
| 1.4 研究内容和方法以及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容和方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 工程概况及隧道浅埋软岩段围岩压力实测分析 |
| 2.1 隧道概况 |
| 2.2 工程地质概况 |
| 2.2.1 自然地质条件 |
| 2.2.2 水文地质条件 |
| 2.2.3 隧址地质条件 |
| 2.2.4 围岩级别划分 |
| 2.2.5 地震基本烈度 |
| 2.3 隧道施工工艺 |
| 2.3.1 围岩支护 |
| 2.3.2 开挖工法 |
| 2.4 监控量测设计 |
| 2.4.1 围岩接触应力 |
| 2.4.2 钢支撑内力 |
| 2.4.3 锚杆轴力 |
| 2.4.4 洞周位移 |
| 2.5 隧道浅埋软岩段实测围岩压力 |
| 2.5.1 围岩接触应力压力盒布置 |
| 2.5.2 围岩接触应力监测结果及分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于FLAC3D的浅埋软岩段隧道围岩压力数值分析 |
| 3.1 FLAC3D有限差分软件 |
| 3.1.1 简介 |
| 3.1.2 求解过程 |
| 3.2 基于过程设计法的浅埋软岩段隧道围岩压力数值分析 |
| 3.2.1 模型的基本假定条件 |
| 3.2.2 模型建立 |
| 3.2.3 开挖及支护步骤 |
| 3.2.4 测点布置 |
| 3.2.5 初始地应力的计算和分析 |
| 3.2.6 围岩压力数值分析 |
| 3.2.7 K6+730 断面围岩压力数值计算结果与实测结果对比分析 |
| 3.3 基于状态设计法的浅埋软岩段隧道围岩压力数值分析 |
| 3.3.1 模型建立及测点设置 |
| 3.3.2 围岩压力数值分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 浅埋隧道常用围岩压力理论计算方法分析 |
| 4.1 常用浅埋隧道围岩压力理论 |
| 4.1.1 全土柱理论法计算原理及局限性分析 |
| 4.1.2 比尔鲍曼理论法计算原理及局限性分析 |
| 4.1.3 太沙基理论法计算原理及局限性分析 |
| 4.1.4 谢家烋理论法计算原理及局限性分析 |
| 4.1.5 《公路隧道设计规范》法计算原理及局限性分析 |
| 4.1.6 肖明清法理论法计算原理及局限性分析 |
| 4.1.7 舒志乐理论法计算原理及局限性分析 |
| 4.2 常用浅埋隧道围岩压力理论计算结果对比分析 |
| 4.2.1 各常用理论计算结果及所需参数值 |
| 4.2.2 各常用理论计算结果对比分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 浅埋软岩段双洞隧道围岩压力计算方法探讨及因素影响分析 |
| 5.1 单一坡面浅埋双洞隧道围岩压力计算方法 |
| 5.1.1 理论公式推导 |
| 5.1.2 理论公式分析 |
| 5.1.3 计算结果验证 |
| 5.2 变坡面浅埋双洞隧道围岩压力计算方法 |
| 5.2.1 理论公式推导 |
| 5.2.2 理论公式分析 |
| 5.2.3 计算结果验证 |
| 5.3 探究净距对双洞隧道围岩压力的影响 |
| 5.3.1 理论计算模型的假定与说明 |
| 5.3.2 六种净距下的双洞隧道围岩压力计算结果对比分析 |
| 5.4 探究地面坡度角对双洞隧道围岩压力的影响 |
| 5.4.1 理论计算模型的假定与说明 |
| 5.4.2 四种地面坡度角下的双洞隧道围岩压力计算结果对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）上软下硬节理岩体中地下洞室围岩松动特性与松动压力计算方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究意义及课题来源 |
| 1.2.1 研究意义 |
| 1.2.2 课题来源 |
| 1.3 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.3.1 围岩松动区域研究现状及存在的问题 |
| 1.3.2 地下洞室深浅埋分界标准研究现状及存在的问题 |
| 1.3.3 围岩松动压力研究现状及存在的问题 |
| 1.4 研究内容、研究方法与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法与技术路线 |
| 2 数值试验方法与试验方案 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 数值分析方法 |
| 2.2.1 离散单元法基本原理 |
| 2.2.2 通用离散单元法软件及其适用性 |
| 2.3 正交试验与正交设计 |
| 2.4 数值模型与试验方案 |
| 2.4.1 基本假设 |
| 2.4.2 采用的力学模型 |
| 2.4.3 模型物理力学参数及试验方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 节理岩体中地下洞室围岩的松动特性 |
| 3.1 围岩松动过程分析 |
| 3.2 围岩破坏模式分析 |
| 3.3 围岩松动范围确定方法及松动区分类 |
| 3.4 松动区影响因素的定量分析 |
| 3.4.1 数据包络分析理论 |
| 3.4.2 松动区影响因素的权重分析 |
| 3.5 节理岩体中地下洞室深浅埋分界标准 |
| 3.5.1 现有深浅埋分界方法 |
| 3.5.2 根据洞室松动区形态确定的深浅埋分界标准 |
| 3.6 围岩松动区边界曲线拟合和预测公式 |
| 3.6.1 围岩松动区边界曲线函数 |
| 3.6.2 围岩松动区边界曲线及典型几何量预测公式 |
| 3.7 松动区典型几何量影响因素的定性分析 |
| 3.7.1 影响因素对松动区在地表面延伸长度的影响趋势及原因分析 |
| 3.7.2 影响因素对拱顶至松动区最高点距离的影响趋势及原因分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 节理岩体中地下洞室松动压力计算的修正经典方法 |
| 4.1 太沙基理论方法原理、局限性及修正 |
| 4.1.1 太沙基理论方法原理 |
| 4.1.2 太沙基理论方法的局限性分析 |
| 4.1.3 太沙基理论计算方法的修正 |
| 4.1.4 算例分析 |
| 4.2 比尔鲍曼理论方法原理、局限性及修正 |
| 4.2.1 比尔鲍曼理论方法原理 |
| 4.2.2 比尔鲍曼理论方法的局限性分析 |
| 4.2.3 比尔鲍曼理论方法的修正 |
| 4.2.4 算例分析 |
| 4.3 谢家烋理论方法原理、局限性及修正 |
| 4.3.1 谢家烋理论方法原理 |
| 4.3.2 谢家烋理论方法的局限性分析 |
| 4.3.3 谢家烋理论方法的修正 |
| 4.3.4 算例分析 |
| 4.4 普氏压力拱理论方法原理、局限性及修正 |
| 4.4.1 普氏压力拱理论方法原理 |
| 4.4.2 普氏压力拱理论方法的局限性分析 |
| 4.4.3 普氏压力拱理论方法的修正 |
| 4.4.4 算例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于应力传递机理的地下洞室松动压力计算方法 |
| 5.1 情况1：洞室埋深大于上部较软地层厚度 |
| 5.1.1 松动区形态为开口型的地下洞室松动压力计算公式 |
| 5.1.2 松动区形态为闭合型的洞室松动压力计算公式 |
| 5.2 情况2：洞室埋深小于上部较软地层厚度 |
| 5.2.1 松动区形态为开口型的地下洞室松动压力计算公式 |
| 5.2.2 松动区形态为环型的洞室松动压力计算公式 |
| 5.3 浅埋洞室松动压力各计算方法综合比较 |
| 5.4 深埋洞室松动压力各计算方法综合比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于极限分析上限原理的地下洞室松动压力计算方法 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 极限分析原理基本概念 |
| 6.2.1 极限分析原理的上限定理 |
| 6.2.2 屈服准则与摩尔-库伦材料的屈服函数 |
| 6.2.3 虚功原理与虚功率方程 |
| 6.2.4 极限分析原理的三个基本假设 |
| 6.3 极限分析上限法求解围岩压力 |
| 6.3.1 基本假定及求解思路 |
| 6.3.2 破坏模式与速度场 |
| 6.3.3 松动区为开口型地下洞室松动压力推导过程 |
| 6.3.4 松动区为环型地下洞室松动压力推导过程 |
| 6.4 算例分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 工程算例分析 |
| 7.1 各方法松动压力计算结果综合对比及差异性分析 |
| 7.1.1 工程概况及计算参数 |
| 7.1.2 松动压力计算结果及差异性分析 |
| 7.2 基于松动区边界的应力传递法合理性证明 |
| 7.2.1 采用计算方法 |
| 7.2.2 荷载类型及荷载计算参数 |
| 7.2.3 二次衬砌的安全性分析 |
| 7.3 节理岩体中地下洞室松动压力推荐计算方法 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要研究结论 |
| 8.2 创新性成果 |
| 8.3 进一步工作及展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）浅埋松散围岩中有限元方法应用的进一步研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 拟塌落拱离散化有限元法 |
| 1.1 定义 |
| 1.2 数值模型 |
| (1) 几何模型及屈服准则[23] |
| (2) 界面单元 |
| (3) 切割后岩体单元 |
| 1.3 模型优越性 |
| 2 数值模拟 |
| 2.1 常规有限元法 |
| 2.2 拟塌落拱离散化有限元模拟 |
| 2.3 成果分析 |
| (1) 围岩应力场 |
| (2) 围岩塑性区 |
| (3) 围岩位移场 |
| (4) 支护结构变形及受力分析 |
| 2.4 两点说明 |
| 3 拟塌落拱离散化有限元适用性初探 |
| 3.1 界面单元参数影响分析 |
| 3.2 分割块体大小影响分析 |
| (1) 围岩应力分析 |
| (2) 塑性区分析 |
| (3) 围岩变形分析 |
| (4) 支护结构变形、受力分析 |
| 3.3 几点说明 |
| 4 结论 |
（6）人防改扩建地铁设计控制理论及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及进展 |
| 1.2.1 既有人防隧道扩挖设计理论研究现状 |
| 1.2.2 地下工程围岩动态设计理论与施工控制理论研究现状 |
| 1.2.3 地下工程开挖引起的地表建筑物损害研究 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 既有人防隧道扩挖极限平衡设计理论 |
| 2.1 荷载结构法的理论基础 |
| 2.2 既有隧道改造前后围岩压力计算 |
| 2.2.1 围岩压力的主要类型 |
| 2.2.2 围岩压力的影响因素 |
| 2.2.3 常规的洞室围岩压力计算方法 |
| 2.3 既有隧道初始状态及扩挖后围岩压力计算 |
| 2.3.1 本文建立的极限平衡围岩压力模型 |
| 2.3.2 实体工程计算工况 |
| 2.3.3 扩挖后围岩压力计算 |
| 2.4 既有隧道改造前后衬砌内力分析 |
| 2.4.1 模型建立 |
| 2.4.2 衬砌内力计算结果与分析 |
| 2.4.3 计算结果分析与结论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 单双侧扩挖中支护结构与围岩共同作用的设计理论 |
| 3.1 单双侧扩挖工程弹塑性问题有限元法分析思路 |
| 3.1.1 隧道工程弹性问题有限元方法分析思路 |
| 3.1.2 隧道工程弹塑性问题有限元方法分析思路 |
| 3.1.3 有限元在岩体支护结构中的应用 |
| 3.1.4 岩土材料的屈服准则和分析方法 |
| 3.1.5 初始地应力以及围岩开挖卸载的处理 |
| 3.2 常用的两种扩挖方案 |
| 3.2.1 工程概况 |
| 3.2.2 单侧扩挖法 |
| 3.2.3 双侧扩挖法 |
| 3.3 单侧扩挖数值模拟 |
| 3.3.1 单侧扩挖参数及模型选取 |
| 3.3.2 一次开挖扰动下应力释放及土体变形分析 |
| 3.3.3 单侧扩挖二次扰动下应力释放及土体变形分析 |
| 3.3.4 对比分析 |
| 3.4 双侧扩挖数值模拟 |
| 3.4.1 双侧扩挖参数及模型选取 |
| 3.4.2 双侧扩挖二次扰动下应力释放及土体变形分析 |
| 3.4.3 对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 人防隧道改扩建地铁预支护控制灌浆技术研究 |
| 4.1 常用的隧道预支护形式 |
| 4.2 控制灌浆技术理论基础 |
| 4.2.1 水泥浆液在裂隙岩体中的充填注浆规律 |
| 4.2.2 裂隙岩体劈裂注浆加固机理 |
| 4.2.3 裂隙岩体的注浆控制 |
| 4.3 人防隧道扩挖控制性预注浆实体工艺试验 |
| 4.3.1 控制性预注浆总体方案设计 |
| 4.3.2 超前注浆参数研究 |
| 4.4 预先注浆加固技术在既有人防隧道中的应用效果 |
| 4.4.1 本段注浆过程分析 |
| 4.4.2 人防隧道破除后的开挖情况分析 |
| 4.5 既有人防隧道改扩建预注浆加固稳定性分析 |
| 4.5.1 既有人防隧道改扩建预注浆加固模型选取 |
| 4.5.2 材料参数及荷载的确定 |
| 4.5.3 模型的材料参数 |
| 4.5.4 数值模拟实施方法 |
| 4.5.5 既有人防隧道改扩建加固前后对比研究 |
| 4.5.6 既有人防隧道改扩建时不同加固圈厚度的影响分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 既有隧道改扩建穿越建筑物的损害评价 |
| 5.1 隧道施工对地面建筑物的影响 |
| 5.1.1 隧道开挖引起的地表损害形式 |
| 5.1.2 建筑物的损害形式 |
| 5.1.3 建筑物抵抗破坏的性能 |
| 5.2 地表建筑物损害的评价方法 |
| 5.2.1 两阶段法——简化分析法 |
| 5.2.2 三阶段法 |
| 5.2.3 本文提出的分析方法 |
| 5.3 人防隧道穿越地下街扩建对地表建筑物损害评价 |
| 5.3.1 工程概况 |
| 5.3.2 荷载计算 |
| 5.3.3 有限元分析 |
| 5.3.4 计算结果分析及控制标准 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 既有人防隧道扩挖施工控制理论 |
| 6.1 问题的提出 |
| 6.2 本文针对既有人防隧道扩挖施工所提出的沉降预测模型 |
| 6.3 地下工程开挖引起地层沉降的因素 |
| 6.4 随机介质理论及其预测模型在人防隧道改扩建过程中的应用 |
| 6.4.1 地下工程随机介质理论基础 |
| 6.4.2 隧道收敛形式分析 |
| 6.4.3 对随机介质法计算过程的优化 |
| 6.4.4 随机介质理论对既有人防隧道改建过程中土体沉降预测 |
| 6.4.5 随机介质理论对既有人防隧道改建土体沉降预测的实践验证 |
| 6.5 灰色-马尔科夫链预测模型在人防隧道扩挖施工过程的应用 |
| 6.5.1 建立在灰色系统理论基础上的沉降量预测预报理论模型 |
| 6.5.2 隧道施工扰动引起的沉降量的预测预报 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
| 发表和录用的学术论文 |
| 参加的科研项目 |
（7）高地应力条件下深部巷道围岩分区破裂形成机制和锚固特性研究（论文提纲范文）
| 目录 |
| Contents |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状与综述 |
| 1.2.1 深部巷道围岩分区破裂研究现状 |
| 1.2.2 深部岩体支护研究现状 |
| 1.2.3 扩展有限元法(XFEM)研究现状 |
| 1.3 目前遇到问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 创新点 |
| 1.6 技术路线 |
| 第二章 深部巷道围岩分区破裂现场监测研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 监测手段及仪器 |
| 2.2.1 巷道围岩变形的多点位移计监测 |
| 2.2.2 巷道围岩破坏情况的钻孔电视观测 |
| 2.3 观测结果及讨论 |
| 2.3.1 巷道围岩变形监测结果 |
| 2.3.2 巷道围岩破坏的钻孔电视观测结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 深部巷道围岩分区破裂地质力学模型试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 预留洞室轴向压缩破坏模型试验 |
| 3.2.1 试验模型的制作 |
| 3.2.2 模型加载破坏 |
| 3.3.3 试验结果及讨论 |
| 3.3 深部巷道围岩开挖分区破裂三维地质力学模型试验 |
| 3.3.1 相似原理 |
| 3.3.2 相似材料的研制 |
| 3.3.3 高地应力真三维加载模型试验系统的研制 |
| 3.3.4 高精度模型测量系统的应用 |
| 3.3.5 试验模型的加工制作 |
| 3.3.6 模型的开挖与测试 |
| 3.3.7 模型试验结果及分析 |
| 3.4 模型试验与现场监测结果的对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 深部巷道围岩分区破裂形成机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分区破裂形成过程中的围岩应力分布特征 |
| 4.2.1 围岩裂纹受压条件下的扩展轨迹 |
| 4.2.2 围岩分区破裂形成机制的应力场分析 |
| 4.3 分区破裂形成过程的围岩应变场特征 |
| 4.4 分区破裂形成机制的能量分析 |
| 4.4.1 岩石变形破坏过程的能量变化规律 |
| 4.4.2 深部巷道围岩破坏过程的能量特征 |
| 4.4.3 分区破裂形成过程的能量机制 |
| 4.5 深部巷道模型试验围岩分区破裂现象的理论解释 |
| 4.5.1 围岩产生分区破裂的地应力特征 |
| 4.5.2 围岩形成分区破裂后的破裂形态 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 深部巷道围岩分区破裂形成的判据研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 圆弧形裂纹应力强度因子计算 |
| 5.3 围岩弧形裂纹起裂判据 |
| 5.4 岩石变形破坏过程能量特征 |
| 5.4.1 岩石变形破坏过程能量的耗散和释放 |
| 5.4.2 基于能量耗散和释放原理的岩石破坏准则 |
| 5.5 围岩变形破坏过程能量的耗散和释放 |
| 5.5.1 围岩能量分布特征及可释放应变能 |
| 5.5.2 围岩破坏过程的耗散能 |
| 5.6 分区破裂形成的能量判据 |
| 5.7 分区破裂起裂与形成判据关系的讨论 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 基于扩展有限元的分区破裂数值模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于扩展有限元的数值模拟方法 |
| 6.2.1 不连续位移场的描述 |
| 6.2.2 含裂纹单元的平衡方程 |
| 6.3 基于扩展有限元的分区破裂数值模拟 |
| 6.3.1 数值积分方法 |
| 6.3.2 裂纹扩展模拟 |
| 6.3.3 深部巷道开挖围岩分区破裂模型试验的模拟 |
| 6.4 数值模拟结果与试验结果的对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 深部巷道围岩分区破裂锚固特性研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 深部巷道围岩锚固特性地质力学模型试验 |
| 7.2.1 锚固支护模型的制作 |
| 7.2.2 锚杆的布置和埋设 |
| 7.2.3 模型开挖测试 |
| 7.2.4 模型测试结果分析及讨论 |
| 7.3 锚杆抑制分区破裂形成机理的初步分析 |
| 7.3.1 锚杆作用的能量分析 |
| 7.3.2 锚杆布置方式 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间取得的科研成果 |
| 博士期间参加的科研项目 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）大型岩体洞室地震响应及减震措施研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的工程背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地下洞室地震震害调研和震害机理 |
| 1.2.2 地下洞室地震反应特征 |
| 1.2.3 地下洞室减震措施研究概况 |
| 1.2.4 地下洞室地震反应的研究方法 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 1.4 本文的研究思路和方法 |
| 2 动力非线性有限元理论及在地下洞室地震分析中的应用 |
| 2.1 动力非线性有限元计算原理 |
| 2.1.1 基于隐式积分算法的动力非线性方程求解原理 |
| 2.1.2 基于显式积分算法的动力非线性方程求解原理 |
| 2.2 地下洞室地震响应分析的若干问题 |
| 2.2.1 地下洞室动力计算模式的选取 |
| 2.2.2 地下洞室静动力分析的静动力边界条件 |
| 2.2.3 地下洞室静动力分析的有限元-无限元(FE-IE)耦合计算模型 |
| 2.3 ABAQUS求解无限域波动自由场和波动散射场的可行性研究 |
| 2.3.1 全空间圆形空腔内源波动问题的模拟 |
| 2.3.2 半空间自由场波动问题的模拟 |
| 2.3.3 全空间圆柱孔洞散射场模拟 |
| 2.3.4 半空间圆柱孔洞散射场模拟 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 地质条件因素对岩体地下洞室地震响应的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Mohr-Coulomb塑性本构模型 |
| 3.3 埋深对岩体洞室群地震响应的影响 |
| 3.3.1 岩体洞室群计算模型 |
| 3.3.2 埋深对岩体洞室群地震响应的影响分析 |
| 3.4 地应力对岩体洞室群地震响应的影响 |
| 3.5 岩体强度对岩体洞室群地震响应的影响 |
| 3.6 断层破碎带对岩体洞室地震响应的影响 |
| 3.6.1 岩体洞室计算模型 |
| 3.6.2 断层破碎带位置对岩体洞室地震响应的影响 |
| 3.6.3 断层破碎带倾角对岩体洞室地震响应的影响 |
| 3.6.4 断层破碎带宽度对岩体洞室地震响应的影响 |
| 3.6.5 断层破碎带强度对岩体洞室地震响应的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于损伤塑性模型的岩体地下洞室地震响应分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 混凝土损伤塑性本构模型 |
| 4.2.1 单轴条件 |
| 4.2.2 多轴条件 |
| 4.2.3 屈服条件与流动准则 |
| 4.3 损伤塑性模型在岩体地下洞室地震分析中的应用 |
| 4.3.1 数值计算模型 |
| 4.3.2 结果分析 |
| 4.3.3 基于损伤模型下岩体洞室地震响应的总结 |
| 4.4 洞室群间距对岩体洞室群稳定性的影响 |
| 4.4.1 岩体洞室群动力计算模型 |
| 4.4.2 结果分析 |
| 4.4.3 本节小结 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 地震动行波效应对大型岩体地下洞室地震响应的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 岩体洞室动力数值计算模型 |
| 5.2.1 岩体洞室几何尺寸 |
| 5.2.2 岩体损伤塑性模型与岩体计算参数 |
| 5.2.3 动力边界条件和地震动荷载 |
| 5.3 岩体洞室地震反应分析 |
| 5.3.1 位移分析 |
| 5.3.2 应力分析 |
| 5.3.3 损伤分析 |
| 5.3.4 考虑行波效应岩体洞室地震响应结论总结 |
| 6 水电站厂房大型岩体地下洞室抗爆性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 岩体洞室动力计算模型 |
| 6.2.1 岩体洞室几何模型 |
| 6.2.2 材料计算参数 |
| 6.2.3 动力边界条件和爆炸荷载 |
| 6.3 岩体洞室抗爆性能分析 |
| 6.3.1 埋深的影响 |
| 6.3.2 围岩岩体强度的影响 |
| 6.3.3 地应力侧压系数的影响 |
| 6.4 结论 |
| 7 大型岩体洞室结构的减震措施研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 岩体洞室结构采用柔性隔震垫层减震效果的研究 |
| 7.2.1 岩体洞室的计算模型 |
| 7.2.2 可压缩泡沫模型 |
| 7.2.3 柔性隔震垫层的减震效果分析 |
| 7.3 注浆加固洞室围岩对岩体洞室结构减震效果的研究 |
| 7.3.1 注浆加固岩体洞室的计算模型 |
| 7.3.2 注浆加固层的深度对岩体洞室结构减震效果的影响 |
| 7.3.3 注浆加固层的弹模对岩体洞室结构减震效果的影响 |
| 7.4 隔震缝对岩体洞室结构减震效果的影响 |
| 7.4.1 数值计算模型 |
| 7.4.2 隔震缝的减震效果分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 创新点摘要 |
| 致谢 |
（10）隧洞支护结构设计计算若干问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的提出及研究意义 |
| 1.2 支护结构相应理论研究及进展 |
| 1.2.1 支护结构计算理论 |
| 1.2.2 支护结构设计的力学模型 |
| 1.3 围岩压力的研究及进展 |
| 1.3.1 围岩压力理论的发展现状 |
| 1.3.2 围岩压力的经验公式发展 |
| 1.3.3 理论计算的发展 |
| 1.3.4 实际测量围岩压力 |
| 1.3.5 试验方法 |
| 1.3.6 反分析预测法 |
| 1.4 有限元法在衬砌设计中的应用研究进展 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 松散岩体围岩压力计算公式剖析及深浅埋划分方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 松散岩体围岩压力计算公式剖析 |
| 2.2.1 浅埋隧洞围岩压力计算公式剖析 |
| 2.2.2 深埋隧洞围岩压力计算公式剖析 |
| 2.3 现有深浅埋分界方法对比 |
| 2.3.1 按塌落拱理论划分 |
| 2.3.2 经验判断法 |
| 2.3.3 理论估算公式 |
| 2.3.4 对比分析 |
| 2.4 压力突降及深浅埋分界方法研究 |
| 2.4.1 深浅埋交界处围岩压力突降问题研究 |
| 2.4.2 深浅埋分界方法研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 隧洞荷载-结构法误差研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 荷载-结构法介绍 |
| 3.2.1 边值法功能 |
| 3.2.2 基本方程及计算方法 |
| 3.3 拟塌落拱有限元法介绍 |
| 3.4 浅埋隧洞荷载-结构法误差研究 |
| 3.4.1 分析方案 |
| 3.4.2 不同洞跨下洞高变化影响分析 |
| 3.4.3 不同洞高下洞跨变化影响分析 |
| 3.4.4 埋深变化影响分析 |
| 3.4.5 围岩类别变化影响分析 |
| 3.5 深埋隧洞山岩压力与形变压力对比研究 |
| 3.5.1 分析方案 |
| 3.5.2 埋深变化影响分析 |
| 3.5.3 侧压力系数变化影响分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 浅埋松散隧洞支护结构计算方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 常规有限元法 |
| 4.2.1 理论基础 |
| 4.2.2 数值模拟 |
| 4.3 离散化有限元法 |
| 4.3.1 理论基础 |
| 4.3.2 数值模拟 |
| 4.4 成果对比分析 |
| 4.5 离散化有限元适用性研究 |
| 4.5.1 离散化围岩岩性影响分析 |
| 4.5.2 离散界面参数影响分析 |
| 4.5.3 离散化块体大小影响分析 |
| 4.6 工程实例 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.1.1 松散岩体围岩压力计算公式分析结果 |
| 5.1.2 深浅埋划分方法研究成果 |
| 5.1.3 荷载-结构法误差分析结果 |
| 5.1.4 浅埋隧洞支护结构计算方法研究成果 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、浅埋洞室围岩压力有限元分析（论文参考文献）
- [1]浅埋小净距三孔地铁隧道开挖顺序优化研究[D]. 王文轩. 西南科技大学, 2020(08)
- [2]考虑空间效应土质隧洞的掘进施工及衬砌设计有限元应用研究[D]. 刘晓盼. 华北水利水电大学, 2018(01)
- [3]浅埋软岩段大跨度隧道围岩压力计算方法研究[D]. 张书强. 桂林理工大学, 2018(05)
- [4]上软下硬节理岩体中地下洞室围岩松动特性与松动压力计算方法研究[D]. 王志伟. 北京交通大学, 2015(10)
- [5]浅埋松散围岩中有限元方法应用的进一步研究[J]. 李宁,曲星,姚显春,刘乃飞. 岩土工程学报, 2012(08)
- [6]人防改扩建地铁设计控制理论及其应用研究[D]. 何贤锋. 中南大学, 2012(12)
- [7]高地应力条件下深部巷道围岩分区破裂形成机制和锚固特性研究[D]. 陈旭光. 山东大学, 2011(12)
- [8]一种浅埋松散围岩稳定性离散化有限元分析方法探讨[J]. 李宁,朱才辉,姚显春,何敏. 岩石力学与工程学报, 2009(S2)
- [9]大型岩体洞室地震响应及减震措施研究[D]. 赵宝友. 大连理工大学, 2009(07)
- [10]隧洞支护结构设计计算若干问题研究[D]. 曲星. 西安理工大学, 2009(S1)