渗流作用下泥砂岩互层隧道力学效应研究

目录

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第一章 绪论

1.1问题提出及研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1流固耦合理论分析

1.2.2流固耦合试验研究

1.2.3流固耦合数值模拟分析

1.2.4层状围岩研究现状

1.3研究内容及技术路线

1.3.1研究内容

1.3.2技术路线图

第二章 泥砂岩互层隧道应力-渗流理论

2.1引言

2.2 渗流问题

2.2.1 darcy定律

2.2.2渗流基本理论

2.3流固耦合机理

2.3.1渗流场对应力场的影响

2.3.2应力场对渗流场的影响

2.4连续介质渗流模型

2.4.1孔隙岩体连续介质渗流模型

2.5本章小结

第三章 渗流作用下泥砂岩互层隧道力学效应和变形研究

3.1 渗流作用下泥砂岩互层隧道渗流解析

3.1.1基本假设

3.1.2渗流场解析

3.1.3隧道涌水量计算

3.1.4渗流作用下隧道衬砌及围岩应力与位移边界条件

3.1.5渗流作用下衬砌应力与位移

3.2流固耦合有限元方程

3.2.1流动准则

3.2.2基本方程

3.2.3有限元方程

3.3隧道工程概况

3.3.1工程设计概况

3.3.2地形地貌

3.3.3气象资料

3.3.4水文资料

3.3.5地层岩性

3.3.6主要含水层及富水性

3.3.7地下水补给、径流、排泄特征

3.3.8支护结构参数设计

3.4数值分析段泥砂互层岩体工程特性

3.5模拟方案设计

3.5.1衬砌混凝与钢拱架的强度等效换算

3.5.2数值模拟方案中基本假设

3.5.3分析工况

3.5.4模型尺寸

3.5.6选择目标断面

3.6泥砂岩互层隧道流固耦合与非耦合分析

3.6.1围岩孔隙水压力场分析

3.6.2围岩应力状态分析

3.6.3围岩位移分析

3.6.4塑性区分析

3.6.5支护受力特征分析

3.7现场测试与分析

3.7.1拱顶下沉实测结果分析

3.7.2周边收敛实测测量结果分析

3.7.3实测结果与模拟结果对比分析

3.8本章小结

第四章 泥砂岩互层隧道在不同变量下的流固耦合分析

4.1模拟方案设计

4.2.1基本模型建立

4.2.2围岩孔隙水压力场分析

4.2.3围岩应力分析

4.2.4围岩位移分析

4.2.5塑性区分析

4.2.6衬砌受力特征分析

4.3以倾向角为变量的流固耦合分析

4.3.1基本模型建立

4.3.2围岩孔隙水压力场分析

4.3.3围岩应力分析

4.3.4围岩位移分析

4.3.5塑性区分析

4.3.6支护受力特征分析

4.4不同层厚的泥砂岩互层隧道流固耦合分析

4.4.1 模型建立

4.4.2围岩孔隙水压力分析

4.4.3围岩应力状态分析

4.4.4围岩位移分析

4.4.5塑性区分析

4.4.6支护受力特征分析

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1主要结论

5.2展望

致谢

参考文献