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深部含软岩峒室开挖的模型试验及数值模拟研究
摘要
深部含软岩峒室开挖是地下工程中的重要问题之一。本文通过模型试验和数值模拟两个方面，研究了深部含软岩峒室开挖过程中的应力、位移、变形等问题。模型试验结果表明，软岩的强度和变形模量对开挖过程中的支护力、峒室变形有重要影响；数值模型模拟结果验证了试验结果的可靠性，并对长期稳定性进行了分析。研究结论可为深部含软岩峒室的设计和支护提供实用性指导。
关键词：深部含软岩；峒室开挖；模型试验；数值模拟；稳定性
1.引言
随着经济的发展，地下空间的建设越来越受到人们的关注，而深部峒室开挖是其中的重要问题。然而，在深部岩石中开挖峒室常常会遇到软岩的含量，而软岩的动态力学性能与普通岩石有很大的不同，因此对于峒室开挖的支护设计和峒室稳定性的研究具有重要意义。
2.模型试验
本文采用实验室模型试验方法，通过自行设计的开挖模型来模拟深部含软岩峒室开挖过程中的应力、变形等问题。试验参数包括：峒室直径、覆岩厚度、软岩含量等。
2.1软岩强度对支护力的影响
首先我们研究了软岩强度对支护力的影响。试验发现，当软岩强度较低时，支护力需求很高；而当软岩强度较高时，支护力需求较小。因此，在峒室开挖支护设计中，应当注意软岩强度对支护力的影响。
2.2软岩变形模量对峒室变形的影响
其次，我们研究了软岩变形模量对峒室变形的影响。试验发现，当软岩变形模量较大时，峒室变形较小，表明软岩的变形模量对于峒室的变形具有重要影响。因此，在峒室开挖支护设计中，应当考虑软岩的变形模量。
3.数值模拟
本文采用了数值模拟方法，验证了模型试验结果的可靠性，并模拟了深部岩石在长期作用下的稳定性。
3.1模型建立和参数设定
模型采用了ABAQUS软件进行建立和计算，模拟参数包括：峒室半径、岩层厚度、软岩含量、岩体强度等。
3.2模拟结果验证
通过与模型试验结果的对比，验证了数值模拟结果的可靠性。模拟结果表明，软岩的强度和变形模量对于峒室开挖的支护力和峒室变形具有重要影响。
3.3长期稳定性分析
在模拟中，我们还对深部含软岩峒室开挖后的长期稳定性进行了分析。模拟结果表明，软岩的含量和强度对于峒室的长期稳定性具有重要影响。
4.结论
通过模型试验和数值模拟两个方面的研究，我们得出了以下结论：
-深部含软岩峒室开挖过程中，软岩的强度和变形模量对于支护力和峒室变形具有重要影响。
-深部含软岩峒室开挖后，软岩的含量和强度对峒室的长期稳定性具有重要影响。
因此，在深部含软岩峒室的支护设计、峒室开挖和运营过程中，应当综合考虑软岩的各项力学性质，并制定相应的技术和管理措施，以确保峒室的长期稳定性和安全性。
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