原文传递
断裂结构面对马家窑隧道围岩稳定性的数值模拟研究
| 论文题名： | 断裂结构面对马家窑隧道围岩稳定性的数值模拟研究 |
| 关键词： | 节理裂隙;围岩稳定性;结构面;数值模拟 |
| 摘要： | 隧道围岩稳定性问题是岩土工程中重要的研究课题，对工程的地质超前预报、工程设计与监测等有重要的指导意义。本文聚焦于岩层中的断裂结构面对围岩稳定性的影响问题，运用理论分析、室内试验、数值模拟等方法研究了岩体试样微裂纹扩展规律及裂隙与断层结构面对围岩破坏的影响规律，并以马家窑隧道为例，研究了节理裂隙、断层对隧道围岩变形的影响规律，主要的研究结论如下： （1）模型试件变形破坏的范围受裂隙结构面倾角的控制，微裂纹的总数、轴向应力与裂隙长度呈现一定程度的正相关，试件的弹性模量、变形模量与裂隙的总数呈现负相关。 （2）裂隙结构面的倾角与长度会对隧道不同的损坏区域以及损坏的程度产生不同的影响。裂隙结构面倾角的增大会使隧道产生破坏的区域逐渐由隧道的两肩区域向隧道两腰区域以及拱底区域移动；随着裂隙长度的减小，微裂纹的总数与轴向应力在减小；随着裂隙与隧道之间距离的增大，裂隙与隧道之间的相互作用力在逐渐减弱。 （3）马家窑隧道的拱顶沉降量、仰拱隆起量以及隧道破坏的范围受断层破碎带的宽度、断层面的倾角以及断层与隧道之间距离的控制。断层结构面倾角与隧道拱顶沉降量与仰拱隆起量呈现负相关，沉降量与隆起量的突变区域也在不断减小；断层破碎带宽度与隧道拱顶沉降量与仰拱隆起量的最大值呈正相关，沉降量与隆起量的突变区域也在不断增大；断层走向与隧道轴线夹角与隧道拱顶沉降量与仰拱隆起量的最大值呈正相关，但沉降量突变区域呈现先增大后减小。 （4）通过对不同注浆支护厚度的研究，在断层与隧道相交区域范围内注浆支护，可以明显提高断层围岩稳定性，建议在对马家窑隧道支护时选取支护厚度为隧道半径的0.3倍，保证隧道安全的同时又提高经济效益。 |
| 作者： | 刘念 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 刘保民;魏韶辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
