季冻区隧道明洞边坡支护的FLAC3D数值模拟

为了研究季冻区冻胀对边坡及其支护的影响机理,采用有限差分软件FLAC^3D研究了冻胀对边坡位移、支护内力和塑性区的影响规律。经过计算模拟和实测数据的比较分析,结果表明:冻胀期间,支护面层位移的最大值发生在边坡顶位置和软弱泥岩层的位置;喷锚支护面层最大弯矩值在坡顶附近坡面的1/3位置;支护最大的轴力值和锚杆最大轴力差值在坡底附近坡面的5/6位置,冻胀加大了边坡土体的塑性区,并扩大到软弱泥岩层中。

基于FLAC^3D的季节性冻土隧道明洞边坡支护失稳评价研究

为了研究季节性冻土地区隧道明洞边坡支护在应力场、温度场和水分场耦合作用下的冻融变形规律,文章利用FLAC^3D有限差分软件对蛟西隧道明洞边坡喷锚支护破坏现象进行数值分析。研究结果表明:温度场变化、开挖坡度大小是影响边坡稳定性的重要因素;温度不同,边坡支护变形量不同,但变形规律相同;冻胀融沉引起边坡各点的变形量在坡肩处最大,在软弱岩土层附近变形量波动较大;满足边坡冻融时稳定性且符合经济合理性的最佳边坡开挖坡度为1∶1。研究结果与实测结果一致,表明了失稳评价模型能准确、科学地预测明洞边坡支护的安全状态,于工程施工具有较好的理论指导。

高岭石电子结构的密度泛函理论研究

在软岩隧道工程中经常遇到的巷道大变形问题,主要是由于高岭石、蒙脱石等粘土矿物吸水膨胀所引起.为了解决这些工程安全问题,从微观的角度对高岭石的物理、化学性质进行密度泛函理论研究.研究发现:高岭石具有较大的间接带隙,带隙宽度值为4.89 e V;高岭石的导带底(CBM)和价带顶(VBM)分别位于Γ点和B点;高岭石的金属阳离子和氧阴离子之间形成的化学键主要是离子键,并含有少量的共价键成分;高岭石的VBM和CBM分别由氧2P态和金属阳离子态组成.

软岩中的蒙脱石原子和电子结构

蒙脱石是一种粘土矿物,为了解决软岩隧道工程中经常遇到的软岩中的蒙脱石吸水导致软岩隧道大变形的工程安全问题,需从微观的角度研究蒙脱石的物理和化学性质.使用基于密度泛函理论(DFT)的局域密度近似(LDA)方法来研究蒙脱石的原子和电子结构.计算结果表明:Al-O的键长比Si-O的键长长,蒙脱石的价带顶(VBM)和导带底(CBM)都位于Γ点,禁带宽度为5.35 e V.研究表明:蒙脱石中阳离子和氧阴离子之间的化学键主要是离子键,同时也有少量的共价键,蒙脱石的价带顶(VBM)和导带底(CBM)分别由氧2p态和金属阳离子态组成.该计算结果有利于了解蒙脱石的化学和物理性质,对解决软岩隧道大变形的问题提供理论指导.