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高速公路隧道瓦斯赋存运移及气固耦合作用的分析研究
| 论文题名： | 高速公路隧道瓦斯赋存运移及气固耦合作用的分析研究 |
| 关键词： | 高速公路隧道;煤系地层穿越;瓦斯赋存运移;气固耦合;预留厚度 |
| 摘要： | 随着山岭地区交通的快速建设，公路和铁路穿越含有高压瓦斯的隧道经常出现。以前在铁路和公路隧道的勘察设计时，会尽可能地避免穿越煤层瓦斯地区，由于各种因素的限制，隧道不得不从煤层中穿过。这将不可避免地遇到穿煤瓦斯隧道施工的隧道。目前隧道穿越煤系地层及采空区的施工实例及处治经验主要来自于铁路隧道，在高速公路隧道领域施工实例较少。 本研究依托达州-万州高速公路天坪寨隧道工程，通过建立理论体系模型和数值分析，并基于现场测试资料，积极开展隧道穿越煤系地层的相关关键技术研究，从而保证隧道穿越煤系地层安全，并为后续工程提供宝贵的经验和指导意义。主要结论及成果如下: 1.、以长期调研数据为基础，利用分析结果对煤系地层和非煤系地层所含瓦斯的瓦斯浓度分布、瓦斯浓度与地质环境关系以及穿越不同煤层瓦斯浓度变化进行研究。同时归纳总结了现场关于隧道瓦斯施工的处置情况。 2、利用COMSOL耦合软件建立模型分析。分别研究了在距超前钻孔不同位置处耦合作用下瓦斯孔隙压力、煤体孔隙率、煤体渗透率的变化，得出不同渗流时间下在不同煤岩位置瓦斯孔隙压力的分布情况。同时得出在不同位置处瓦斯影响范围及孔隙压力的变化情况。 3、利用瓦斯气体与煤岩在气态和固态耦合作用下发生渗流与变形的相互作用。再现煤岩在地应力、瓦斯压力等作用下瓦斯渗流变化的耦合全过程，揭示隧道施工影响下煤岩渐进破坏诱致瓦斯渗流的非线性本质及破坏前后煤层瓦斯压力的变化规律。 4、运用FLAC3D软件，分析和确定瓦斯隧道在揭煤施工前应预留的安全厚度，确定了含瓦斯煤层在隧道施工中瓦斯的影响范围。同时分析了公路隧道揭煤施工方法，为隧道的施工揭煤提供帮助。 |
| 作者： | 杨德智 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王志杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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