浅谈层状岩体地下洞室失稳机理及稳定性评价理论研究

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1、贵州大学硕士学位论文层状岩体地下洞室失稳机理及稳定性评价理论研究姓名：鲁志伟申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：宋建波20070601层状岩体地下洞室失稳机理及稳定性评价理论研究摘要地下洞室围岩稳定性评价及支护设计是岩土工程研究的热点和难点，国内外学者虽已在理论上和实践应用上对其进行了系统、全面的研究，并取得了许多高水平的研究成果，但针对层状岩体地下洞室的研究却不够系统。本文针对西部地区普遍存在的层状岩体，总体遵循“理论研究一数值模拟一工程应用”的技术路线，系统研究了层状岩体地下洞室失稳机理及稳定

2、性评价理论，取得以下结论和认识。(1)根据层状岩体的破坏机理及洞室轴线与岩层产状之间的关系，将层状岩体地下洞室划分为弯折一倾倒、弯曲一溃屈、边墙弯折及溃屈、底板鼓起4种典型破坏模式，并提出了各破坏模式的围岩稳定性判据、分析了影响因素。(2)缓倾角岩层中洞室的轴线与岩层走向垂直时，可运用极限平衡法计算洞顶与边墙落石破坏时的稳定性系数。对洞室整体稳定性，以弹塑性计算理论得出洞室围岩位移计算公式，可依据规范判断围岩稳定性。当洞室轴线与岩层走向平行时，可采用块体平衡理论评价结构面较发育区段所形成不同形态结构体的

3、稳定性，并通过算例说明了具体计算步骤。(3)以FLAC二维分析程序模拟了典型的水平、倾斜、竖直层状岩体地下洞室的围岩位移，并根据位移判据评价了洞室围岩的稳定性。在说明数值模拟结果正确性的同时，基本验证了顶板折断，边墙溃曲等层状岩体地下洞室的破坏模式等正确性。(4)在分析地下洞室锚喷支护原理的基础上，探索了锚杆在层状岩体地下洞室中的支护原理。重点针对层状岩体地下洞室拱顶和边墙落石破坏模式，阐述了普通锚杆和预应力锚杆的计算方法，及喷层厚度和锚杆布置根数的计算方法。本论文首次对层状岩体地下洞室失稳机理及稳定性

4、评价理论开展了较全面系统的研究，对切实解决工程难题、指导工程实践、发展洞室支护理论均有重要的理论意义、现实意义和广阔的应用前景。关键词：层状岩体，稳定性判据，破坏模式，极限平衡，块体理论，FLACRESEARCHONDESTABILIZATIONMECHANICSANDSTABILITYAPPRAISALTHEoRYoFBEDDEDROCKCHAMBERABSTRACTChamberadjacentrockstabilityappraisalandsupportdesignisthehotspotand

5、thedifficultyingeotechnieaiengineeringresearch,thedomesticandforeignscholarsalthoughhavesystematicallyconductedresearchontheoryandpractice，andhaveobtainedmanylli曲一levelachievement，buttheresearchisnotsystematicinviewofbeddedrockchamber．Inviewoftheuniversa

6、lly‘existedbeddedrockinWesternChinaandfollowingthetechnicalrouteas”theoryresearch—valuesimulation·projectapplication”．thearticlesystematicallystudiesthedestabilizationmechanicsandstabilityappraisaltheoryofbeddedrockchamberandobtainsthefollowingconclusion

7、andtheunderstanding：1．Accordingtodestructionmechanismofbeddedrockandtherelationshipbetweenthechamberaxisandtheattitudeofbed，dividesthebeddedrockchamberintofourkin&ofdestructionpatternsuchasbend一伽l，carve—bend，frontierwallbend，ledgerwallblowsup,andproposes

8、adjacentrockstabilitycriterionofeachdestructionpattern,andhasanalyzedtheinfluencefactor．2．Inlow-anglediprock，whenchamberaxisapeakstendofrockstratum，Canadoptlimitequilibriummethodtocalculatingstabilitycoefficientofrock-fall