層狀巖體變形試驗(yàn)的數(shù)值模擬.pdf

1、層狀巖體是由多種不同屬性、不同厚度巖層按某種方式組合而成的天然復(fù)雜巖體，其變形特性明顯不同于單一巖體，故其變形參數(shù)就不單取決于某一層巖體的變形參數(shù)，而是與各巖層的厚度、巖層傾角、相互之間的組合方式等因素有關(guān)的。而工程中普遍采用承壓板法變形試驗(yàn)來研究巖體的變形參數(shù)，存在的問題主要是這種方法的試驗(yàn)結(jié)果大都是復(fù)雜巖體的等效變形模量，不能夠準(zhǔn)確反映出各個(gè)巖層對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響以及每個(gè)單層的變形參數(shù)。因此，正確分析層狀巖體對(duì)承壓板試驗(yàn)結(jié)果的影響具有

2、十分重要的意義。 本文以層狀巖體為研究對(duì)象，主要開展了以下的研究工作： （1）對(duì)層狀巖體進(jìn)行合理概化，介紹了水平層狀巖體在垂直方向荷載作用下，各層巖體位移與變形參數(shù)的理論解。 （2）對(duì)現(xiàn)場承壓板變形試驗(yàn)包括柔性承壓板、剛性承壓板以及中心孔試驗(yàn)的試驗(yàn)原理、試驗(yàn)方法與技術(shù)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的總結(jié)，并闡述了試驗(yàn)中存在的相關(guān)問題。 （3）采用ANSYS有限元軟件，對(duì)含有軟弱夾層的傾斜層狀巖體進(jìn)行數(shù)值模擬，主要研究了軟

3、弱夾層與試驗(yàn)點(diǎn)間的距離和軟弱夾層的傾角對(duì)層狀巖體變形模量測(cè)試結(jié)果的影響，并得出了一些規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。 （4）在軟硬相間的層狀巖體試驗(yàn)洞條件下，對(duì)承壓板試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，研究了軟硬相間巖體的間距和傾角對(duì)承壓板試驗(yàn)結(jié)果的影響。 （4）結(jié)合ANSYS軟件的優(yōu)化功能和位移反分析的理論對(duì)水平和傾斜層狀巖體各個(gè)巖層的變形模量進(jìn)行了反演，并通過算例分析得出了較為合理的結(jié)果，說明利用ANSY優(yōu)化程序反演層狀巖體變形模量的方法是可行的，從而