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深埋长隧道围岩稳定性分析与研究
| 论文题名： | 深埋长隧道围岩稳定性分析与研究 |
| 关键词： | 深埋长隧道;围岩稳定性;高地应力;现场监测;数值模拟;岩爆控制 |
| 摘要： | 本文以位于高地应力区的锦屏二级水电站深埋辅助隧洞为工程背景，针对高地应力作用下深埋长隧道围岩稳定问题开展研究。此类隧道由于埋深大、洞程长、地质条件复杂，在设计和施工中将遭遇诸如高地应力和岩爆等一系列特殊问题，给施工带来安全威胁。分析这些问题的发生原因、影响因素以及形成规律，并进一步作出科学的评价和预测，进而找寻合适的防治措施成为亟待解决的关键问题。 为了有效地解决这些问题，为隧道施工提供科学指导，采用现场监测、理论分析和数值模拟相结合的方法进行研究，主要做了以下几方面的工作: 1).从影响地下洞室围岩稳定性的因素入手，分析讨论其中几个主要的影响因素；接着分析围岩的变形破坏类型与机理；在这基础上分析洞室开挖过程中的力学性态与围岩失稳判据。 2).介绍隧洞区的工程地质条件和围岩详细分类及预设的围岩支护形式。 3).依据两种测试手段，对开挖后洞室关键部位的围岩位移、锚杆轴力进行动态跟踪监测。研究开挖过程中顶拱和左右边墙围岩的变形及锚杆轴力的变化规律，提出利于洞室稳定的优化建议。 4).建立高地应力作用下隧洞围岩的数值仿真计算模型，首先研究开挖卸荷对围岩变形、应力及塑性区的影响。然后为了尽可能反映隧洞设计、施工的特征，对不同的开挖施工步序(全断面开挖与上下台阶开挖)进行了分析比较。在考虑开挖卸荷的基础上，通过采用地应力释放率，考虑了开挖过程中不同的支护时机对隧洞围岩稳定性的影响，分析比较应力场、位移场、塑性区及锚杆轴力随地应力释放率的变化规律。 5).阐述了由高地应力引起的岩爆问题，分析岩爆的产生机理，总结发展应力解除爆破和柔性支护系统组成的岩爆控制措施，得出了一些有益的结论来指导辅助隧洞的设计和施工。 |
| 作者： | 孙玉宝 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 王渭明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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