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北武夷山高铁隧道岩爆倾向性试验与评价研究
| 论文题名： | 北武夷山高铁隧道岩爆倾向性试验与评价研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;施工工程;岩爆倾向性;微震监测系统 |
| 摘要： | 京福高铁北武夷山隧道是一座迄今为止国内埋深最大、长度最长的单洞双线高铁隧道，隧道全长14.6km、最大埋深可达1.1km，为典型的高地应力隧道，开挖过程很可能产生岩爆。为了防止岩爆危及施工人员和设备安全，保证施工按计划推进，本文对该隧道的岩爆倾向性进行了研究。首先创新性地结合先进的多通道声发射监测技术，对隧道深埋地区采集的凝灰岩和花岗岩进行室内岩爆倾向性实验，得到评价岩爆的实验数据。依据这些数据和数值模拟得到的隧道最大切向应力的结果分别计算出最大主应力系数、最大切向应力系数、强度脆性系数、变形脆性系数和弹性应变能存储指数五项评价指标，进行了单因素岩爆倾向性评价。然后对收集的64个工程岩爆倾向性实验数据，利用统计和排列组合的方法首次提出了新的一组权重和一个隶属函数，利用该权重和隶属函数对隧道的岩爆倾向性进行了模糊数学综合评价。最后采用微震监测系统对现场施工时岩爆发生进行了预警。 本文主要结论包括: (1)在岩爆倾向性评价的室内试验中结合先进的多通道声发射技术，较好地解决了判定弹性应变能指标法卸载点这一难题。研究表明，采用声发射监测技术并利用岩石峰值破坏前声发射突然增加的特性，可以较好地控制初次加载达到岩石单轴抗压强度的80％以上，很好地满足弹性应变能指标法对岩石加卸载条件的要求，提高了测试结果的可靠性。 (2)对国内外64个工程项目岩爆实验数据采用统计和排列组合的方法得出了一组权重和一个隶属函数。当w1=0.37、w2=0.34、w3=0.29，采用抛物线型隶属函数且取参数k=5.5时，对岩爆倾向性判断正确率高达85％，从而解决了以往权重由专家分配，隶属函数取法无依据的问题。 (3)利用室内试验所得数据和上述结论对武夷山高铁隧道岩爆倾向性进行模糊数学综合评价，得出了隧道有中等岩爆倾向性的评价结果，对指导现场防治岩爆有很好的参考价值。 |
| 作者： | 毛建喜 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 李庶林;黄玉仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 厦门大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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