顺向岩质基坑岩拱效应分析与应用研究

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1、分类号TV223.3单位代码10618密级公开学号2120960020专业硕士学位论文顺向岩质基坑岩拱效应分析与应用研究研究生姓名：张伟毅导师姓名及职称：王凯（教授级高工）刘明维（教授）申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2015年6月8日专业领域名称水利工程论文答辩日期2015年6月2日2015年6月2日重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献

2、的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年＾月日畫ｆ件换／重庆交通大学学位论文化权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可Ｗ将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研巧所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行、信息服务（包括但不限于汇

3、编复制、发行、信息网络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。：指导教师签名学位论文作者签名；ｌＡｎｙｆ曰期；年曰曰期；＾月Ｉ女年＾月曰／本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系《列数据库中全文发布，并按中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》规定旱受相关权益。学位论文作者签名；指导教师签名；（曰期：（：ｉＳ年月（曰曰期年（月曰TheAnalysisandApplicationStudyofArchEffectinBeddingRockFoundationPitADisserta

4、tionSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangWeiyiSupervisor：Prof.WangKaiProf.LiuMingweiChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China摘要向下纵向发展地下空间是目前解决城市拥挤现象的重要途径，随之而来，目前全国各地基坑建设工程繁荣发展，其稳定性也成为工程界的研究重点。顺向岩质基坑因为其分布广泛，自身稳定性差，易滑塌等特点，成为当今基坑边坡工程中急需解决的重要课题。由于岩拱效应的产生机理及岩拱效应对基坑边坡的稳定性影响规律没有完全研

5、究清楚，目前对顺向岩质基坑的治理，大多采用现行的规范。而现有规范在制定时，进行了很多假设，没有考虑岩体内部拱效应对基坑边坡稳定性的有利影响，治理方案过于安全，材料选择过于浪费。本文在前人研究的基础上对顺向岩质基坑内部岩拱效应的产生机理及其对基坑稳定性的影响作了进一步的研究，研究成果如下：1顺向边坡在支撑阻力作用下，其下滑分力会向成拱方向发生偏转，转化为有利于边坡稳定的轴向应力，从而在跨中产生岩拱效应。岩拱的失稳破坏主要是弯矩引起的张拉应力超过岩体极限而导致的，多表现为在跨中产生张裂的张裂滑塌破坏。2修改假设条件，改进了前人在推导岩拱轴线公式选取支撑拱脚宽度的方法

6、，在此基础上，推导出了新的岩拱轴线公式。结合工程实例比较新、旧岩拱轴线公式，新的岩拱轴线公式计算结果更接近实际工程数据，适用性更强。3利用控制变量法重点研究岩石强度和基坑宽度对岩拱效应的影响。当其他条件不变时，随着岩石强度逐渐增大，岩石自身能够承受的上部推力逐渐增大，需要岩拱来承担的应力会逐渐变小，因此顺向岩质基坑内部岩拱效应逐渐减弱。当其他条件不变时，随着基坑宽度增大，基坑临空面随之增大，相应的基坑上部顺向岩层产生的下滑推力也增大，岩体内部产生的应力转移越来越大，需要岩拱来承担的应力会逐渐变大，因此顺向岩质基坑内部岩拱效应逐渐增强。4利用ANSYS数值模拟软件

7、分析研究了顺向岩质基坑内部岩拱效应的产生规律以及基坑宽度对岩拱效应的影响；利用FLAC3D研究了滑动带存在条件下的岩拱效应以及滑动带对岩拱效应的影响。5以新的岩拱轴线公式和数值模拟得出的规律为理论基础，在高九路富邦中心J1-J2段基坑边坡的支护设计过程中，考虑了岩拱效应对顺向岩质基坑的有利作用，并给出了相应的设计方案。关键词：岩拱效应，顺向岩质基坑，岩拱产生机理，岩拱轴线公式，优化设计IABSTRACTTheseyearstheefficientutilizationofundergroundspacehasbecomeanmainmethodtoaddress

8、ingthecityco