基于强度折减和上限有限元的椭圆形毛洞隧道围岩稳定性分析

发布时间：2017-12-12 09:01

  本文关键词：基于强度折减和上限有限元的椭圆形毛洞隧道围岩稳定性分析

  更多相关文章： 毛洞隧道 上限有限元 运动单元 强度折减 非线性规划 破坏模式

【摘要】：将强度折减法引入刚体平动运动单元上限有限元并编制计算程序,针对椭圆形毛洞隧道围岩稳定性和破坏模式开展计算分析,获得了围岩抗剪强度参数、隧道埋深、跨度等与安全系数的关系曲线,并探讨了围岩强度折减极限状态对应的刚性块体破坏模式的形态特征.结果表明:强度折减法可方便嵌入运动单元上限有限元非线性规划模型;围岩安全系数与其围岩强度参数正相关,与埋深比和跨度比负相关;隧道跨度对安全系数的影响较为明显,当隧道跨度与高度比(B/D)由0.5增加到2.0时,安全系数降低幅度处于27%~46%之间;强度折减极限状态下刚体平动运动单元上限有限元所得围岩破坏模式形态鲜明,其主要滑动破坏面由隧道底部或边墙处延伸至地表,错动的滑移线集中于隧道拱部和边墙上方,而水平破坏区域延伸范围均小于1.5倍隧道高度.
【作者单位】： 中南大学土木工程学院;长沙理工大学土木与建筑学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51008309)~~
【分类号】：U451.2
【正文快照】： 有限元强度折减法通过抗剪强度参数折减,使岩土达到失稳临界状态,从而获得岩土稳定评价的安全系数.目前,该方法在边坡稳定性分析方面应用广泛[1-4],但在隧道稳定性分析方面应用较少[5-7].由于数值计算时围岩强度参数折减对应的失稳判据并不明确,因此所得破坏形态和安全系数的

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 牛岩;谢良甫;周治宇;王永卫;;基于上限有限元原理的双曲线强度折减法[J];长江科学院院报;2015年05期

2 张永兴;胡居义;何青云;王桂林;;基于强度折减法小净距隧道合理净距的研究[J];水文地质工程地质;2006年03期

3 马建勋,赖志生,蔡庆娥,徐振立;基于强度折减法的边坡稳定性三维有限元分析[J];岩石力学与工程学报;2004年16期

4 赵尚毅,郑颖人,时卫民,王敬林;用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数[J];岩土工程学报;2002年03期

5 程晔,赵明华,曹文贵;基桩下溶洞顶板稳定性评价的强度折减有限元法[J];岩土工程学报;2005年01期

6 张黎明;郑颖人;王在泉;王建新;;有限元强度折减法在公路隧道中的应用探讨[J];岩土力学;2007年01期

7 杨峰;赵炼恒;张箭;阳军生;;基于刚体平动运动单元的上限有限元研究[J];岩土力学;2014年06期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨佑发,王一功;边坡开挖对坡脚建筑影响分析[J];四川建筑科学研究;2004年03期

2 许书生;曾祥国;姚安林;王清远;陈华燕;赵师平;;小净距隧道开挖工艺对围岩稳定性的影响[J];四川建筑科学研究;2009年03期

3 何建平;王新文;;某污水处理厂边坡稳定仿真分析[J];四川建筑科学研究;2009年04期

4 周笑;彭阳;;浅埋大跨度隧道施工阶段临时支护安全性分析[J];四川建筑科学研究;2010年06期

5 张磊;岑国平;顾强康;;基于强度折减法的岩溶区高填土地基稳定性分析[J];四川建筑科学研究;2011年04期

6 尹蓉蓉;朱合华;;硫酸盐结晶作用后深埋公路隧道安全性能[J];四川建筑科学研究;2011年05期

7 孙狂飙;邓文龙;;隧道现场围岩级别判定方法探讨[J];安徽地质;2009年01期

8 周资斌,章青,吴锋;弹塑性有限元和刚体极限平衡法混合分析土坡稳定[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年03期

9 赵国刚;袁春花;吴育忠;;省道S212线峰山隧道塌方处理[J];安徽建筑;2006年04期

10 徐烽峰;李海波;;长管棚在双连拱隧道洞口施工中的应用[J];安徽建筑;2007年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 郑颖人;;岩土材料的破坏与极限分析方法的发展[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年

2 薛雷;孙强;秦四清;刘汉东;黄鑫;;非均质边坡强度折减法折减范围研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届（2011年度）学术年会论文集(中)[C];2012年

3 马超锋;李晓;成国文;赫建明;;大跨度公路隧道围岩动态分级的Bayes优化[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届（2011年度）学术年会论文集(中)[C];2012年

4 杨川福;曹均旺;张斌;;浅谈地质雷达在隧道质量检测中的应用[A];中国公路学会高速公路运营管理分会2011年度年会暨第十八次全国高速公路运营管理工作研讨会论文集[C];2011年

5 张双茁;沈洪波;;六武路隧道LED“绿色照明”设计[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

6 邓楚键;唐晓松;郑颖人;吴相超;;载荷试验有限元数值模拟[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

7 刘元雪;谢锋;蒋树屏;周家伍;陈忱;;棚洞结构洞形优化计算分析[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

8 徐明毅;郑惠峰;吴余生;陈胜宏;;乌江沙陀水电站厂房坝段深层抗滑稳定分析[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

9 潘健;朱姣利;陈红兵;;广东省韶关某黏质土坡滑坡治理方法[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

10 尹锡杰;晏鄂川;孙兆来;;某反倾页岩边坡破坏面确定及其稳定性分析[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

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 郭佳奇;岩溶隧道防突厚度及突水机制研究[D];北京交通大学;2011年

2 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

3 李少刚;地下互通立交隧道设计参数优化及施工技术研究[D];北京交通大学;2011年

4 杜朝伟;海底隧道衬砌水压力及结构受力特征研究[D];北京交通大学;2011年

5 王辉;珠三角花岗岩残积土边坡稳定性分析及非线性预测[D];吉林大学;2011年

6 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

7 吴坤铭;边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究[D];合肥工业大学;2011年

8 张超波;林木根系固土护坡力学基础研究[D];北京林业大学;2011年

9 邬玉斌;地下结构偶然性内爆炸效应研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年

10 柳群义;红层路堑边坡稳定性与防治研究[D];中南大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李克建;济南燕翅山山体变形机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年

2 杨素娟;南水北调工程芳芝段开挖渠道边坡稳定敏感性分析[D];郑州大学;2010年

3 王占武;支护参数对隧道围岩影响的模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

4 李亮;基于BS构架的公路隧道施工监测管理分析系统的开发研究[D];长沙理工大学;2010年

5 张杨;尾矿坝抗滑稳定可靠度分析[D];长沙理工大学;2010年

6 廖彪;基于离散单元法的土质边坡稳定性分析[D];湘潭大学;2010年

7 贺拿;矸石山边坡稳定性分析及治理研究[D];河南理工大学;2010年

8 吴智慧;岩质高边坡开挖防护数值模拟分析[D];合肥工业大学;2010年

9 梁苗;云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室锚注支护技术研究[D];河北工程大学;2010年

10 欧阳君;土石坝结构稳定的静动力非线性有限元分析[D];新疆农业大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵尚毅,时卫民,郑颖人;边坡稳定性分析的有限元法[J];地下空间;2001年S1期

2 栾茂田,武亚军,年廷凯;强度折减有限元法中边坡失稳的塑性区判据及其应用[J];防灾减灾工程学报;2003年03期

3 杨峰;阳军生;;浅埋隧道围岩压力确定的极限分析方法[J];工程力学;2008年07期

4 赵明华,袁腾方,黎莉,蒋德松;岩溶区桩端持力岩层安全厚度计算研究[J];公路;2003年01期

5 邵龙潭,唐洪祥,韩国城;有限元边坡稳定分析方法及其应用[J];计算力学学报;2001年01期

6 孙伟,龚晓南;土坡稳定分析强度折减有限元法[J];科技通报;2003年04期

7 杨威,束一鸣;边坡稳定性分析的有限元法[J];四川水利;2003年06期

8 张鲁渝,郑颖人,赵尚毅,时卫民;有限元强度折减系数法计算土坡稳定安全系数的精度研究[J];水利学报;2003年01期

9 郑颖人,赵尚毅;岩土工程极限分析有限元法及其应用[J];土木工程学报;2005年01期

10 黎斌,范秋雁,秦凤荣;岩溶地区溶洞顶板稳定性分析[J];岩石力学与工程学报;2002年04期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 史生志;蒋军;郑俊清;周路军;铁富忠;;强度折减有限元分析参数取值研究[J];低温建筑技术;2011年01期

2 何运祥;吴恒滨;程龙飞;周廷强;;船梁子不稳定斜坡的非线性强度折减分析[J];煤炭技术;2011年08期

3 黄爱军,刘晨,徐正良;地下连续墙成槽稳定的强度折减分析法[J];中国市政工程;2003年03期

4 韦立德;颜志明;;考虑流固耦合的三维强度折减有限元程序研制[J];电力勘测设计;2007年01期

5 韦立德;陈从新;杨春和;;渗流引起强度降低的三维强度折减有限元程序[J];辽宁工程技术大学学报;2007年02期

6 姜立新;;基于强度折减的有限元方法求边坡稳定安全系数[J];建筑技术;2009年06期

7 李翠华;姜清辉;周创兵;;强度折减有限元法中的单元阶次影响分析[J];岩土力学;2013年11期

8 宋焱勋;李荣建;刘军定;高虎艳;王治军;;强度折减计算中的可视化分析与失稳标准比较[J];长安大学学报(自然科学版);2014年04期

9 张芳枝;陈晓平;梁志松;;强度折减有限元在堤防稳定分析中的应用研究[J];工程地质学报;2011年02期

10 宋琨;晏鄂川;毛伟;张婷婷;;广义Hoek-Brown准则中强度折减系数的确定[J];岩石力学与工程学报;2012年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 武亚军;栾茂田;年廷凯;;基于塑性区开展评判边坡稳定性的强度折减弹塑性有限元法[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集（下册）[C];2003年

2 宁宇;徐卫亚;郑文棠;;应用离散元强度折减对复杂边坡进行稳定性分析[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

3 刘子振;言志信;段建;;边坡稳定强度折减原理与流变机理耦合分析[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年

4 张文杰;卢康明;张孟喜;;加筋边坡稳定分析的强度折减有限元法[A];第二届全国环境岩土工程与土工合成材料技术研讨会论文集（二）[C];2008年

5 陈书生;;基于强度折减技术的边坡稳定性及其影响因素分析[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年

6 刘君;黄盛铨;孔宪京;;强度折减DDA方法及其在稳定分析中的应用[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（上册）[C];2006年

7 刘开富;谢新宇;张继发;朱向荣;;基于强度折减的土质边坡破坏及稳定分析[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（上册）[C];2006年

8 年廷凯;栾茂田;王栋;崔春义;;基于ABAQUS的边坡稳定性强度折减有限元分析[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（上册）[C];2006年

9 郑颖人;胡文清;王敬林;;强度折减有限元法及其在隧道与地下洞室工程中的应用[A];中国土木工程学会第十一届、隧道及地下工程分会第十三届年会论文集[C];2004年

10 肖锐铧;王思敬;贺小黑;张晓平;饶枭宇;罗斌;;非均质边坡多级稳定性分析方法[A];中国科学院地质与地球物理研究所2013年度（第13届）学术论文汇编——工程地质与水资源研究室[C];2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 高文梅;强度折减有限元法分析土坡稳定性的合理性研究[D];天津大学;2006年

2 王倩;基于强度折减的坝坡稳定性分析方法的研究[D];大连理工大学;2006年

3 刘天宇;平面应变条件下强度折减弹塑性有限元法及其应用[D];大连理工大学;2005年

4 万少石;涉水边坡稳定性的三维强度折减有限元分析[D];大连理工大学;2009年

5 黄火林;基于强度折减的快速拉格朗日差分法在边坡工程中的应用[D];中国地质大学（北京）;2007年

6 关立军;基于强度折减的土坡稳定分析方法研究[D];大连理工大学;2003年

7 马晓雨;基于强度折减有限元法的土坡稳定性分析研究[D];大连理工大学;2008年

8 买合木提·巴拉提;强度折减有限元法在二塘沟水库边坡稳定性分析中应用[D];新疆农业大学;2010年

9 黄盛铨;强度折减DDA法及其在边坡稳定分析中的应用[D];大连理工大学;2007年

10 林兴超;基于强度折减的边坡稳定性分析方法研究[D];中国地质大学（北京）;2009年

，

本文编号：1281894