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文檔簡介
隧道力學一、ANSYS數(shù)值模擬洞室半徑5m,模擬地層為二維長寬均100m,洞室埋深固定時埋深分別為20m、30m、45m:圍巖物理參數(shù)固定時洞室埋深分別為15m、35m、50m。圍巖級別參考各級圍巖物理力學指標選定。二、洞室埋深固定,變化圍巖物理參數(shù)在圓形洞室埋深固定的前提下,通過變化圍巖的物理參數(shù)E、μ、C、φ、ρ,以觀察圍巖狀態(tài)從彈性到彈塑性的轉(zhuǎn)變。表1圍巖級別圖號埋深(m)E(Gpa)μC(Mpa)φ(度)ρ(kg/m3)Ⅳ1.1452.50.30.23522001.2451.50.250.13020001.3451.00.200.05252000(1)圖1.1埋深45m圍巖彈性狀態(tài)(2)圖1.2埋深45m圍巖彈塑性狀態(tài)(3)圖1.3埋深45m圍巖彈塑性狀態(tài)表2圍巖級別圖號埋深(m)E(Gpa)μC(Mpa)φ(度)ρ(kg/m3)Ⅴ2.13020.390.22719002.2301.50.360.152518502.3301.30.350.14231800(2)圖3.2埋深20m圍巖彈塑性狀態(tài)(3)圖3.3埋深20m圍巖彈塑性狀態(tài)三、圍巖物理參數(shù)固定,變化洞室埋深在圍巖的物理指標不變的前提下,改變圓形洞室的埋深,以觀察圍巖狀態(tài)從彈性到彈塑性的轉(zhuǎn)變。表4圍巖級別圖號埋深(m)E(Gpa)μC(Mpa)φ(度)ρ(kg/m3)Ⅳ4.1151.50.250.153020004.2354.350(1)圖4.1埋深15m圍巖彈性狀態(tài)(2)圖4.2埋深35m圍巖彈塑性狀態(tài)(3)圖4.3埋深50m圍巖彈塑性狀態(tài)表5圍巖級別圖號埋深(m)E(Gpa)μC(Mpa)φ(度)ρ(kg/m3)Ⅴ5.1151.80.350.152719005.2355.350(1)圖5.1埋深15m圍巖彈性狀態(tài)(2)圖5.2埋深35m圍巖彈塑性狀態(tài)(3)圖5.3埋深50m圍巖彈塑性狀態(tài)表6圍巖級別圖號埋深(m)E(Gpa)μC(Mpa)φ(度)ρ(kg/m3)Ⅵ6.11510.400.152016006.2356.350(1)圖6.1埋深15m圍巖彈性狀態(tài)(2)圖6.2埋深35m圍巖彈塑性狀態(tài)(3)圖6.3埋深50m圍巖彈塑性狀態(tài)四、分析在深埋隧道或埋深較淺但圍巖強度較低時,圍巖應力狀態(tài)可能超過圍巖的抗壓強度,此時洞室或坑道發(fā)生脆性破壞,如巖爆、剝離或在洞室附近圍巖內(nèi)形成塑性應力區(qū)域。塑性應力區(qū)域是由于多數(shù)圍巖具有塑性這一性質(zhì)而造成。塑性就是指圍巖在應力超過一定值后產(chǎn)生塑性變形的性
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