基于洞室围岩松动圈强度参数反演分析探索

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1、西安理工大学硕士学位论文洞室围岩松动圈强度参数反演分析探索姓名：段小强申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李宁;袁继国20050101摘要洞室围岩松动圈强度参数反演分析探索学科：岩土工程导师：李宁教授签名：袁继国副教授签名：作者：段小强签名：摘要本文从工程实践出发，提出了一种洞室围岩松动圈的弹塑性反分析方法。首先从现场的监测位移出发，研究了围岩位移随掌子面推进过程间的变化规律；而后根据多点位移计，提出了确定围岩松动圈范围的思路、方法和实现步骤；在此基础之上，提出了本文围岩松动圈的弹塑性反分析方法；最后，结合紫坪铺工程实例验证本

2、文所提方法的实用性与适用性，同时具体说明了其应用的整个过程。主要研究成果：〈1〉研究了围岩位移随掌子面推进过程间的变化规律，并建立了具体的计算公式；该规律是位移反分析得以顺利进行的条件；〈2〉提出了根据多点位移计的径向监测位移可以确定出围岩松动圈的范围；并给出了思路、方法和实现步骤；〈3〉提出了隧洞围岩在考虑松动圈时强度参数的反演研究思路和方法；同时也给出了数值求解的具体步骤；并对考虑松动圈和不考虑松动圈的反分析结果进行了对比，得出开挖时当产生松动圈后，在进行反分析时一定要考虑松动圈的影响;关键词：位移反分析，松动圈，弹塑性反分析，

3、ABSTRACTABACKANALYSISMETHODFORSTRENGTHPARAMETERSOFTHESURROUNDROCKINTHEBLASTLOOSENRANGEOFTUNNELSubject:GeotechnicalEngineeringAdvisor:LiNingSignature:YuanJiguoSignature:Author:DuanXiaoqiangSignature:AbstractInthispaper,amethodofelastoplasticbackanalysisforthesurroundroc

4、kintheblastloosenrangeoftunnelisproposed.Theloosenrangeforthesurroundrockcanbedeterminedthroughthemeasurementfirst.Thedisplacementsofthesurroundrockduringthetunnelexcavationarestudiedanddividedintotwoparts:theelasticdisplacementduringtunnelingandtheplasticdisplacementw

5、hentunnelingstop.Abackanalysisapproachfortherockstrengthparametersintheloosenrangeisthenproposedbasedonsuchmeasuredplasticdeformation,whichisalwaysbelievedunmeasurable.Atestexampleforthebackanalysisshowstheproposedbackanalysisapproachisreliableandusefulfortunnelenginee

6、rs.Lastly,abackanalysisandcalculateforthesurroundrockispresentedandtheusingeffectisvalidated.Keywords：back-analysisofdisplacement,tunnelloosenrange,elastoplasticemulationback-analysis,第1节绪论1绪论1综述1.1反分析方法的提出十九世纪以前的地下工程建设完全依赖于经验。之后才逐渐形成自己的理论——荷载结构法。显然，它不符合绝大多数地下工程的实际情况。二

7、十世纪以来，被称之为地层结构的计算方法发展起来。这类方法认为地下结构与地层是一个整体，可以按连续介质力学理论计算地下结构的内力。研究者主要致力于建立这类计算理论解析解的工作，但由于数学上的困难所取得的研究成果和适用范围都十分有限。二十世纪60年代以后，随着地下工程设计施工的需要和数值计算技术的发展，可以使得人们只要向计算机输入反映地层材料性质的参数、工程的几何参数以及荷载边界条件等，就可以得到十分详尽的力学状态的描述。但计算机所提供的结果依赖于人们向计算机输入的信息。由此可见，如何较准确地确定有关计算参数，就成为岩土工程设计、施工的

8、一个关键问题，也成了计算理论及其应用进一步发展的关口。为了解决这一问题，往常的做法是在野外地质调查的基础上，在现场进行必要的岩体力学试验和地应力测试，再将测试结果用于理论计算。但由于岩土体不仅是一种物质组成、结构和物理、力学特性很复杂