乌鲁木齐地铁隧道互层岩体力学特性的离散元数值分析

发布时间：2024-02-25 00:11

　　为了研究乌鲁木齐地铁隧道中强风化泥岩、砂岩组成的互层岩体力学特性,首先在乌鲁木齐强风化泥岩、砂岩物理力学参数获取的基础上,对互层岩体物理力学参数进行微观参数标定,然后通过颗粒流数值模拟单轴压缩试验,分析了互层围岩层厚、层厚比、岩层倾角及层厚比与岩层倾角共同作用下互层岩体力学特性响应规律。分析结果表明:互层围岩的层厚与单轴抗压强度负相关;随着互层围岩层厚比的增加,其单轴抗压强度在降低,且下降梯度逐渐减小;互层围岩倾角的增加使单轴抗压强度的变化大体呈U形变化趋势,在岩层倾角为40°时,单轴抗压强度达到最低;围岩倾角与层厚比的组合对单轴抗压强度的影响比较明显,且在围岩倾角为0°、20°、80°,围岩层厚比为0～0.2最为显著。综合分析,互层岩体力学特性较为复杂,不同层厚、层厚比、岩层倾角及围岩倾角与层厚比的组合所表现出的力学差异显著,需要在实际工程中遇到具体问题具体分析。

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【部分图文】：

图1实验仪器及加载过程

乌鲁木齐1号线地铁隧道开挖之后,在隧道所处的强风化泥岩、砂岩层分别钻孔、取样获得岩心。由于隧道开挖面附近的岩层受扰动较大,因此取样时未被采用。将采集回的试样严格按照岩石力学实验要求进一步加工,使试样的直径达到50mm,高达到100mm的要求。试样在岩石三轴仪上进行伺服加载,加....

图2试验所用互层围岩试样

通过对强风化泥岩、强风化砂岩进行参数标定使数值模型建立的互层围岩更加接近真实围岩的力学特性。选取了12cm(长)×6cm(宽)的矩形模型模拟软硬互层围岩,共生成6072个不同粒径的颗粒,最大粒径为0.02cm,粒径之比为2。采用平行黏结模型,共生成16279个接触,采用....

图3围岩层厚对试样单轴抗压强度的影响

表2宏观参数与标定结果对比Table2Comparisonofmacroparametersandcalibrationresults岩性宏观参数标定参数泊松比弹性模量/GPa内摩擦角/(°)黏聚力/kPa泊松比弹性模量/GPa内摩擦角/(°....

图4围岩层厚比对试样单轴抗压强度的影响

图3围岩层厚对试样单轴抗压强度的影响图5岩层倾角对对试样单轴抗压强度的影响

本文编号：3909767