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山岭隧道富水破碎带围岩稳定性分析
| 论文题名： | 山岭隧道富水破碎带围岩稳定性分析 |
| 关键词： | 山岭隧道;富水破碎带;围岩稳定性;渗流场;分布规律 |
| 摘要： | 中国是一个多山国家，在构建全国交通网时，具有穿山功能的隧道是不可缺少的一部分，在山岭隧道的开挖过程中，经常碰到发育良好的断层破碎带以及地下水，断层破碎带中岩体状态多为碎块状，当隧道开挖通过此处时，产生扰动，岩体中应力发生二次重分布，加上地下水的渗流作用，两者相互影响，给隧道的开挖带来了诸多困难，时常引发隧道坍塌、涌水、突泥等不良地质现象。 本文以广东省揭惠高速小北山1号隧道为工程背景，采用了理论分析、现场监测及数值模拟的研究方法，进行了山岭隧道富水破碎带围岩稳定性分析。采用岩体渗流、流固耦合理论，研究地下水的渗流形式及常用的三种水力耦合模型，对地层中渗流场与应力场的耦合作用进行理论分析；运用FLAC3D分析软件，对小北山1号隧道建立三维数值分析模型；结合渗流场与应力场的耦合作用，分析不同等级围岩的初支效果以及不同开挖工法、不同注浆条件、不同倾角破碎带对围岩稳定性的影响。基于施工现场监测获取的数据及数值模拟中所提取的数据，对比分析孔隙水压力场、应力场、位移场以及数据曲线图，研究了不同条件下渗流场的分布以及围岩受到的影响；将监测数据与模拟数据对比，分析了监测结果与数值模拟结果之间的差异。 研究结果表明：隧道初期支护效果与围岩等级密切相关，围岩等级越低，初期支护效果越显著。隧道开挖选择的工法影响围岩孔隙水压力场的分布、应力及位移的变化过程。超前注浆加固具有良好的阻水防渗作用，对于隧道附近孔隙水压力场影响明显，注浆区渗透系数越小、厚度越大，阻水能力越强，但效果逐渐降低，在隧道开挖过程中，要综合考虑相关因素，选用合适的注浆参数。地层中破碎带倾角对地下水的流动有导向作用，影响隧道周围围岩的应力及位移分布情况。以上研究所得结论对实际山岭隧道通过富水破碎带时的施工安排有一定参考价值。 |
| 作者： | 刘闯 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李小青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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