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《圓形隧道圍巖應(yīng)力與位移的數(shù)值模擬與分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文圓形隧道圍巖應(yīng)力與位移的數(shù)值模擬與分析姓名：張仙義申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：謝康和20070501圓形隧道圍巖應(yīng)力與位移的數(shù)值模擬與分析摘要隧道開挖前巖體處于初始應(yīng)力狀態(tài)。開挖后引起圍巖應(yīng)力的重分布，同時圍巖將產(chǎn)生向隧道內(nèi)的位移，形成新的應(yīng)力場，稱之為圍巖的二次應(yīng)力狀態(tài)。如果二次應(yīng)力狀態(tài)不能使圍巖保持長期穩(wěn)定，就必須設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)，從隧道內(nèi)部對圍巖施加約束，控制圍巖變形，改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，促使其穩(wěn)定，這就是三次應(yīng)力狀態(tài)。對隧道圍巖各階段應(yīng)力位移狀態(tài)的準(zhǔn)確分析和把握，顯然是進(jìn)行
2、合理可靠的隧道工程設(shè)計和施工的關(guān)鍵。本文在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，運(yùn)用彈塑性理論和大型三維巖土數(shù)值軟件FLAC3D，對圓形隧道從開挖前直到開挖支護(hù)后圍巖各個階段的應(yīng)力位移狀態(tài)等進(jìn)行了較為系統(tǒng)的總結(jié)和分析。主要工作包括：1．簡要介紹了FLAC3D的基本原理和主要特點(diǎn)；2．在假定初始應(yīng)力等向(即側(cè)壓力系數(shù)A=1)條件下歸納、總結(jié)和推導(dǎo)了二次彈性圍巖應(yīng)力位移狀態(tài)、二次塑性圍巖應(yīng)力位移狀態(tài)以及三次塑性圍巖應(yīng)力位移狀態(tài)的理論解析式；3．利用FLAC3D模擬分析了圓形隧道各個階段圍巖的應(yīng)力位移狀態(tài)，并與理論解進(jìn)行了比較；4．對圓形
3、隧道圍巖應(yīng)力和位移狀態(tài)的分布特征和影響因素以及支護(hù)對圍巖穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了分析，闡明了圍巖徑向正應(yīng)力、切向正應(yīng)力、徑向位移等在不同條件下的分布和變化規(guī)律；5．通過數(shù)值計算比較分析了圍巖剪脹性對圓形隧道圍巖應(yīng)力和位移的影響，以及初始應(yīng)力不等向(即側(cè)壓力系數(shù)五≠1)對圍巖塑性區(qū)范圍和形狀的影響。本文的研究對隧道工程的設(shè)計和施工有指導(dǎo)作用和參考價值。關(guān)鍵詞：圓形隧道，應(yīng)力，位移，解析式，F(xiàn)LAC3D，數(shù)值模擬NumericalSimulationandAnalysisoftheStressandDisplacemen
4、tofCircularTunnelinRockAbstractBeforeexcavatingatunnelinrock,therockis砒initialstressstate．Excavationcausestheredistributionofstressandthedisplacementtowardsthecentreofthetunnelinrock,andthusformsanewstressfield,knownasthesecondrockStressstate．Iftherockalthes
5、econdstressstatecannotmaintainlong-termstability,Wemustsetupretainingstructuresinordertoimposetheconstraintsonthesurroundingrockwithinthetunnel，controltherockdeformation,improvethestressstateandmaketherockstable，whichisknownasthethirdstressstate．Obviously,it
6、isthekeytoareasonableandreliabledesignandconstructionofthetunnelinrocktOfindandknowthestressanddisplacementinthesurroundingrockwithinthetunnelateachconstructionstage．Inthisthesis，asystematicalstudywasmade011thedistributionsofthestressanddisplacementinthesurr
7、oundingrockwithinthetunnelatdifferentconslructionstagebyusingelasto-plastictheoryandFLAC3DonthebasisoftherelevantworkSOfaravailable．n圮maincontributionsofthethesisinclude：1．哪垃basicprinciplesandmainfeaturesofFLAC3Dwereintroducedbriefly．2．Based011theassumptiont
8、hattheinitialstressinrockisisotropic，someanalyticalexpressionsweresummarizedandderivedforthedistributionsofstressanddisplacementintherockofcirculartunnelatthesecondelasticandplasticstatesandatth
