西安地铁二号线会展中心～三爻区间隧道围岩的物理力学特性试验研究

发布时间：2017-03-22 21:07

  本文关键词：西安地铁二号线会展中心～三爻区间隧道围岩的物理力学特性试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国西部大开发战略的深入实施，西部基础设施建设迅速崛起，位于西部黄土地区的城市正在或将要修建地铁。西安市作为西部大开发重点建设城市，其政治、经济、文化地位越来越显著，城市功能也越来越复杂，但公共交通问题却越来越突出，开发利用地下空间，建设地铁工程成为西安市新时期发展所需要解决的重要任务。 通过室内试验和理论分析相结合的研究方法，以西安地铁二号线会展中心～三爻区间隧道为工程依托，从施工现场取回原状土样，在实验室系统地进行了黄土的单轴、三轴压缩试验。根据试验结果，分析了黄土在不同含水率、不同受力状态条件下的物理力学特性，并对他们的异同之处作了对比分析。在此基础上进一步研究了黄土的无侧限抗压强度、弹性模量和泊松比在不同含水率条件下的参数特征值及其变化规律。在三轴压缩试验中探讨了围压、含水率、干湿循环次数与黄土的三轴强度特性的关系，分析了含水率、干湿循环次数与黄土的黏聚力和内摩擦角的关系。 根据试验结果建立了以干湿循环次数和受荷应变为损伤演化控制变量的损伤演化方程，得到了统一的损伤扩展本构关系；根据摩尔-库仑准则和试验数据，分别建立了考虑含水率效应和干湿循环效应的黄土强度破坏准则。
【关键词】：城市地铁 黄土隧道围岩 物理力学特性 试验研究 本构模型
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U451.2
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-22
• 1.1 选题的背景及研究的意义9-12
• 1.1.1 选题的背景9-11
• 1.1.2 研究的意义11-12
• 1.2 本文研究领域国内外的研究动态12-20
• 1.2.1 黄土的分布及特性12-13
• 1.2.2 黄土的物理力学性质研究现状13-18
• 1.2.3 黄土的本构模型研究现状18-20
• 1.3 本文研究内容、方法、技术路线20-22
• 1.3.1 研究内容20-21
• 1.3.2 研究路线与方法21-22
• 2 黄土地铁区间隧道工程概述22-27
• 2.1 工程概况22
• 2.2 场地的地层岩性特征22-24
• 2.2.1 分层依据22-23
• 2.2.2 岩性特征23-24
• 2.3 工程地质条件24
• 2.4 水文地质条件24-25
• 2.5 特殊岩土25-27
• 2.5.1 湿陷性黄土25-26
• 2.5.2 人工填土26
• 2.5.3 古土壤的膨胀性26-27
• 3 区间隧道黄土单轴压缩试验研究27-48
• 3.1 土样的制备27-30
• 3.1.1 现场取样27-28
• 3.1.2 试样的尺寸及其物理性质28-29
• 3.1.3 试验设备29-30
• 3.2 试验方案设计及试验内容30-34
• 3.2.1 试验方案设计30-32
• 3.2.2 干湿循环幅度的确定32-33
• 3.2.3 试验内容33-34
• 3.3 黄土单轴压缩试验34-37
• 3.3.1 试验步骤34
• 3.3.2 试验结果34-37
• 3.4 试验结果分析37-47
• 3.4.1 试样破坏过程分析37
• 3.4.2 试样破坏形式分析37-38
• 3.4.3 黄土在不同含水率条件下无侧限抗压强度规律分析38-42
• 3.4.4 黄土在不同含水率条件下弹性模量变化分析42-45
• 3.4.5 黄土在不同含水率条件下泊松比变化规律分析45
• 3.4.6 干湿循环次数对黄土力学性质的影响分析45-47
• 3.5 本章小结47-48
• 4 区间隧道黄土三轴压缩试验研究48-68
• 4.1 试验方案及内容48-51
• 4.1.1 试验方案48-51
• 4.1.2 试验内容51
• 4.2 黄土三轴压缩试验51-59
• 4.2.1 三轴试验设备51-54
• 4.2.2 试验要求及方法54-55
• 4.2.3 试验步骤55-56
• 4.2.4 试验结果56-59
• 4.3 试验结果分析59-66
• 4.3.1 围压对黄土试样三轴强度特性的影响60-62
• 4.3.2 含水率对黄土试样三轴强度特性的影响62-64
• 4.3.3 干湿循环次数对黄土抗剪强度参数的影响64-66
• 4.4 本章小结66-68
• 5 黄土的本构模型和破坏准则68-77
• 5.1 损伤本构模型的建立68-73
• 5.1.1 干湿循环条件下土体的损伤演化方程69-70
• 5.1.2 受荷条件下土体的损伤演化方程70-73
• 5.2 考虑含水率、干湿循环效应的黄土强度破坏准则73-75
• 5.2.1 考虑含水率效应的黄土强度破坏准则73-75
• 5.2.2 考虑干湿循环效应的黄土强度破坏准则75
• 5.3 本章小结75-77
• 6 结论77-79
• 6.1 主要结论77-78
• 6.2 展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-85
• 附录85

【参考文献】

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本文编号：262209