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隧道穿越断层破碎带围岩变形控制技术研究
| 论文题名： | 隧道穿越断层破碎带围岩变形控制技术研究 |
| 关键词： | 公路隧道;断层破碎带;穿越施工;围岩变形;支护方案 |
| 摘要： | 随着我国中西部交通事业的快速发展，在地质复杂区域修建隧道成为公路建设必须直面的问题。在强烈构造运动影响下，中西部地区存在大量破碎岩体，隧道穿越破碎岩体时，极易发生围岩大变形、支护结构失效等工程事故。为避免工程事故发生，对断层破碎围岩的物理力学参数获取方法进行研究，在准确获取参数的基础上，提出断层破碎围岩隧道变形控制技术。本文主要研究内容如下： 1）基于 Hoek-Brown 强度准则，通过分析参数敏感性，确定地质强度指标和扰动因子为高敏感性参数，引入改进的岩体块度指数、Barton岩体分级系统、地下洞室围岩分类方法、对岩体结构特征进行量化分级；引入结构表面条件、节理条件系数对岩体结构面进行量化分级，形成了改进的地质强度指标量化分级体系；基于扰动岩体与岩石的回弹试验，建立了岩体扰动因子的半定量计算方法。 2）通过室内岩石物理力学试验，获取了角闪辉石岩物理力学参数。将现场调查与测试成果，结合室内试验成果，得到凤树梁隧道断层破碎区间不同断面处围岩地质强度指标和扰动因子评价体系所需参数，对断层破碎围岩地质强度指标和扰动因子进行量化，进而得到Hoek-Brown强度准则相应岩体物理力学指标，将其与Mohr-Coulomb强度准则进行等效转换，从而得到Mohr-Coulomb强度准则下的岩体抗剪强度指标。 3）对断层破碎围岩常用施工工法进行对比分析，对Ⅲ～Ⅴ级围岩进行围岩亚级分级，将改进地质强度指标量化体系与围岩亚级分级结合，给出不同亚级围岩适用的施工工法。 4）基于改进量化体系获取的断层破碎围岩不同断面处岩体物理力学参数和岩体亚级分级推荐的支护方案，建立数值模型对现场施工阶段进行模拟，并通过现场试验证明优化支护方案的合理性，数值模拟结果与现场试验段监控量测结果基本一致，优化方案获取的不同断面处岩体物理力学参数较为准确，断层破碎区间围岩亚级划分较为合理，针对不同亚级围岩推荐的支护方案可以有效控制围岩变形。 |
| 作者： | 王振文 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 韩永强;孙长海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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