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原文传递德寨隧道隐伏溶洞对围岩稳定性影响分析

论文题名：	德寨隧道隐伏溶洞对围岩稳定性影响分析
关键词：	隐伏溶洞;隧道围岩;稳定性;数值模拟;岩溶地区
摘要：	岩溶是西南地区隧道工程建设中常见的地质灾害之一。岩溶地区修建的隧道工程与隐伏溶洞间的影响关系直接影响隧道的安全性，因此，隐伏溶洞对隧道围岩的影响是岩溶地区隧道设计与施工中亟需解决的问题。　　本文以德寨隧道隐伏溶洞段为研究对象，以FLAC3D数值模拟试验为手段，分析总结了德寨隧道单个和多个隐伏溶洞对围岩稳定性影响规律，并选取典型岩溶断面进行监控量测验证。论文主要工作内容和结论如下: 　　一、结合德寨隧道的工程条件、已揭露溶洞情况和隧道超前地质预报，对隧址区的隐伏溶洞进行归纳，按其特征分为以下几类:与隧道不同距离的隐伏溶洞、距隧道相同距离，相同位置，但高跨比大小不同的隐伏溶洞、位于隧道不同位置的隐伏溶洞、多个隐伏溶洞存在于隧道周围。　　二、结合岩石力学理论分析隐伏溶洞对隧道围岩影响的因素，并根据德寨隧道隐伏溶洞实际情况，选取不同距离、不同大小、不同高跨比、不同位置为代表因子进行数值模拟分析。　　三、利用MIDAS GTS和FLAC3D三维数值模拟软件，研究了德寨隧道单个隐伏溶洞和多个组合隐伏溶洞对隧道围岩的影响，主要得出如下结论: 　　1、以不同距离、大小的隐伏溶洞为单因子变量:随着溶洞面积增大，隧道拱顶的x向和z向受力和变形量也相应增加。随着溶洞与隧道的距离增加，围岩受力和变形量都相应减小。　　2、以不同高跨比（即不同长轴和短轴比值）的隐伏溶洞为单因子变量:隧道拱肩存在x向应力集中区，拱肩部位的x向变形量较大，当高跨比从0.5增加到1时，拱肩的x向变形量也随之增大;当高跨比从1增加到1.5时，拱肩的x向变形量减小，拱肩的z向受力和z向变形量随着高跨比的增加而变大。　　3、以不同位置的隐伏溶洞为单因子变量:当溶洞处于隧道边墙处时，隧道的x、z向应力图和位移变形图为不对称图形;当溶洞位于隧道拱肩延长线时，隧道拱肩将出现z向受力和z向变形集中区。　　4、当隧道拱项上方与边墙一侧同时存在隐伏溶洞时，拱顶和边墙部位将产生较大的z向变形，同时存在z向应力集中区。　　5、当隧道拱顶上方与底板下方同时存在隐伏溶洞时，拱项将产生较大的z向变形，同时存在z向应力集中区;底板存在反向z向应力集中区，同时产生向上的z向变形。　　6、当隧道边墙一侧与底板下方同时存在隐伏溶洞时，边墙处将产生较大的z向变形，同时存在z向应力集中区，减小了底板的z向变形量和z向应力。　　7、当隧道拱项上方、边墙一侧与底板下方同时存在隐伏溶洞时，拱顶和边墙将产生较大的z向变形，并存在z向应力集中区;减小了底板向上的变形量和z向应力。　　四、对德寨隧道典型岩溶K21+145断面进行监控量测，验证了德寨隧道隐伏溶洞对围岩稳定性影响结论的正确性和合理性，说明本文研究成果合理，对岩溶隧道工程具有极高的参考价值。
作者：	廖秀宇
专业：	地质工程
导师：	韦猛;陈志文
授予学位：	硕士
授予学位单位：	成都理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文