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公路穿煤隧道揭煤施工过程中岩柱稳定性分析
| 论文题名： | 公路穿煤隧道揭煤施工过程中岩柱稳定性分析 |
| 关键词： | 公路穿煤隧道;岩柱稳定性;突变理论;数值模拟;揭煤施工;瓦斯灾害 |
| 摘要： | 随着我国交通网络的建设与发展，隧道工程所占的比例越来越大，穿越的地质条件也越来越复杂性，部分公路隧道不得不从煤系地层中穿过，因此，瓦斯灾害的发生严重威胁隧道工程的安全施工，特别是煤与瓦斯的突出更为严重。 目前，我国公路穿煤隧道在揭煤施工过程中预防突出所采用的方法是：在揭煤施工前预留一定厚度的安全岩柱，待对具有突出危险性煤层实施防突措施后，再对预留的岩柱进行开挖施工，揭开煤层，因此研究煤层与开挖面间岩柱的稳定性对隧道安全施工和顺利的通过煤层区域有着重要的理论与实际工程意义。 论文采用突变理论对岩柱稳定性的影响因素进行了分析研究，同时运用FLAC3D软件对华蓥山隧道西端揭煤过程中岩柱的稳定性进行了模拟分析，得到以下主要结论： ①隧道开挖后，会在开挖面附近产生应力集中现象，易导致岩柱在开挖面及前方一定距离的区域内发生破坏。随着隧道的掘进，煤层与开挖面之间岩柱厚度的逐渐变薄，当其厚度小于破坏区域时，易导致岩柱完全破坏，为煤与瓦斯的突出提供了条件。 ②在穿煤隧道揭煤施工过程中，采用尖点突变理论模型，分析了岩柱的几何尺寸、力学参数对其稳定性的影响，分析结果表明：当岩柱的弹性模量越小、岩柱的厚度越小、隧道开挖面等效高度越大、垂直地应力越大，系统就越容易发生突变，导致岩柱的破坏失稳。 ③以华蓥山隧道西端揭煤施工为例，应用FLAC3D软件模拟分析了在掘进过程中煤层与开挖面之间岩柱厚度对其稳定性的影响，结果表明：在开挖过程中，洞室周边的塑性区主要集中在隧道拱顶与底部区域，岩柱受塑性区影响的范围主要是开挖面及其前方一段距离的岩体，且随着岩柱厚度的变薄，岩柱受塑性区影响的范围也越大，根据分析结果，华蓥山隧道在揭煤前预留岩柱厚度应大于2.5m。 |
| 作者： | 陈凌云 |
| 专业： | 安全技术及工程 |
| 导师： | 卢义玉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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