原文传递
基于Hoek-Brown准则的软岩隧道光面爆破质量评价研究
| 论文题名： | 基于Hoek-Brown准则的软岩隧道光面爆破质量评价研究 |
| 关键词： | Hoek-Brown准则;软岩隧道;扰动系数D;地质强度指标;光面爆破;质量评价;有限差分法 |
| 摘要： | 软岩是地球上分布最广泛的一种岩石，在公路和铁路沿线边坡、洞室、隧道、坝基、竖井、石油钻井和矿山工程都常常遇到与软岩相关的复杂技术难题。在软岩隧道爆破开挖方面，特别是一些不均质的岩体和构造发育的岩体中采用光面爆破时，从表面上看，其效果令人失望，有时甚至连一个炮孔的痕迹都看不到。如果用半眼孔痕率等参数对软岩隧道光面爆破效果进行评价，难以确定光面爆破是否减轻了围岩的损伤、减少超欠挖以及避免冒顶等方面起作用。由于软岩隧道光面爆破质量评价得不到合理的理论支持。因此对软岩隧道光面爆破质量评价进行研究具有重要的理论意义及现实意义。 本文基于现有的评价指标评价软岩隧道光面爆破效果的局限性，以及考虑了爆破扰动且由大量试验数据拟合出来的Hoek-Brown经验准则的实用性，利用理论推导、工程应用及数值模拟，来推导、验证爆破扰动系数D来评价软岩隧道光面爆破质量，得到的主要结论如下： (1)基于Hoek-Brown准则2002版，提出设计阶段地质强度指标GSIdesign和施工阶段地质强度指标GSIconstruction两个基本概念，以此推导了利用GSIdesign和GSIconstruction来量化扰动系数D的公式，并提出了利用GSIconstruction表达Hoek-Brown强度准则岩体参数s、m的量化公式。当设计阶段地质强度指标GSIdesign≤50时，采用普通爆破开挖，隧道可能出现大变形、冒顶、塌落等灾害。随着GSIdesign取值减小，GSIconstruction随扰动系数D的变化越来越快，这表明随着地质条件的越来越差，隧道围岩对爆破扰动会越来越敏感。 (2)利用扰动系数D对岩体参数s、m和施工阶段地质强度指标GSIconstruction的敏感性大小关系进行了分析。 (3)基于节理频度和引入的节理表面等级SCR，提出了改进的地质强度指标GSI围岩分级。 (4)采用有限差分法，对双碑软岩大跨隧道浅埋段上台阶分别采用光面爆破开挖和常规爆破开挖的数值模型进行模拟，模拟结果表明：在软岩隧道开挖过程中采用光面爆破可以有效减少塌落、冒顶、大变形的发生。 |
| 作者： | 李波 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张继春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
