隧道工程建設(shè)項(xiàng)目因其地質(zhì)條件復(fù)雜,且在施工階段對掌子面前方的地質(zhì)條件勘察情況的不詳細(xì),眾多工程風(fēng)險因素錯綜復(fù)雜容易引起嚴(yán)重的后果。本次研究依托國道111線黃旗鎮(zhèn)至楊樹底下段盤山公路改建隧道工程,基于物元可拓理論與實(shí)際相結(jié)合的方法對蝕變圍巖的等級進(jìn)行辨別,室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬對土石混合體進(jìn)行了宏-細(xì)觀力學(xué)性質(zhì)的研究,取得的主要成果如下所示:（1）學(xué)習(xí)物元可拓理論和熵權(quán)法相關(guān)理論,選取五個體現(xiàn)蝕變圍巖性質(zhì)的指標(biāo):巖石單軸抗壓強(qiáng)度（Rc）、蝕變系數(shù)（Ja）、巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）、地下水（ω）、巖體完整性系數(shù)（Kv）,使用物元可拓模型和熵權(quán)法建立模型進(jìn)行計算,其結(jié)果與現(xiàn)場圍巖等級進(jìn)行比較分析,其結(jié)果準(zhǔn)確率達(dá)到90.9%。（2）通過現(xiàn)場取樣采集土石混合體,室內(nèi)測定土和塊石的密度、含水率和級配,并重制成50 mm×100 mm的圓柱型樣品。通過單軸試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn),得到不同含石頭量的情況下的物理力學(xué)參數(shù);基于單軸、三軸試驗(yàn),得到土石混合體抗壓強(qiáng)度和裂隙發(fā)展規(guī)律及影響因素。（3）使用PFC^2D對土石混合體進(jìn)行建模,對其剪切帶的演化規(guī)律及影響因素進(jìn)行研究,同時在基于細(xì)觀力學(xué)參... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究方法和技術(shù)路線圖

11第2章研究隧道區(qū)域的工程地質(zhì)概況2.1隧道地理位置及概況國道111線黃旗鎮(zhèn)至楊樹底下改建工程大壩梁隧道位于承德市豐寧縣黃旗鎮(zhèn)大壩梁地段，國道111線路經(jīng)，交通較為便利，總長度為2170米。在豐寧燕山山脈中高山山區(qū)擬建名為：大壩梁隧道的隧道，隧道區(qū)地表崎嶇，洞區(qū)地面標(biāo)高為1050米-1390米，進(jìn)口方向的山體坡面向西偏北方向傾斜，坡度整體約為30°，地形較為平緩；出口方向的山體坡面向東偏南傾斜，坡度整體約為35°，在地貌上隧道通過的區(qū)域?qū)儆谥懈呱角鹆甑貛�，隧道縱截面圖如2-1所示。圖2-1隧道縱截面示意圖2.2工程地質(zhì)條件2.2.1地層巖性根據(jù)洞口地質(zhì)調(diào)繪、鉆探結(jié)果，場地底層為中生代燕山旋回中粗�；◢弾r，部分侏羅系張家口凝灰?guī)r及粉土層，現(xiàn)描述如下：1、花崗巖花崗巖分布范圍在標(biāo)段K17+300m-標(biāo)段K18+980m之間，肉眼所觀察到的巖塊在陽光下的顏色表現(xiàn)為灰黑色-肉紅色，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為中粗粒、似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，查閱相關(guān)地質(zhì)年代表及巖石圖鑒，巖石為中生代燕山旋回中粗�；◢�

13地層活動的同時，地球深處的巖漿向地表侵入的關(guān)系特征。該地區(qū)地表出露太古代基底不完整的巖石塊體，零稀的分布在地表，經(jīng)過學(xué)者們多年研究認(rèn)為是受到了巖質(zhì)的混合作用和化學(xué)作用的共同作用，片麻理在肉眼下不容易分辨，在巖石塊體上，稀疏的分布著中侏羅世晚期的巖石及晚侏羅世火山巖構(gòu)造。斷裂構(gòu)造：深斷裂，指切穿硅鋁層，深入硅鋁層的上地幔的巖石圈或超巖石圈斷裂。它擴(kuò)展到數(shù)百公里內(nèi)的地區(qū)之內(nèi)，能清楚的表現(xiàn)出地球物理常因?yàn)榻?jīng)歷過多次且長時期的地質(zhì)構(gòu)造過程，所以有很多被繼承下來的活動特征。在地表出露的主要表現(xiàn)出一條或多條集中的斷裂形跡，在地表以下則是以巖漿巖的連續(xù)侵入或間接侵入表現(xiàn)，這對于雙側(cè)的地質(zhì)史發(fā)展具有重要的控制意義，一般來說，是在第二級或二級以上的構(gòu)造單元作為自然邊界。隧洞區(qū)地質(zhì)構(gòu)造：隧道洞區(qū)位于上黃旗巖漿巖亞帶（IV52）北段，為中生代燕山旋回中粗�；◢弾r巖基產(chǎn)出及部分侏羅系張家口組凝灰?guī)r。京津冀地區(qū)構(gòu)造回旋和巖漿侵入年代如圖2-2所示：圖2-2京津冀地區(qū)構(gòu)造回旋和巖漿侵入年代圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]基于三維離散元堆積碎石土細(xì)-宏觀力學(xué)參數(shù)相關(guān)性研究[J]. 馬石城,胡軍霞,馬一躍,董輝.  計算力學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[7]膠結(jié)土石混合體力學(xué)特性的塊石形狀效應(yīng)細(xì)觀機(jī)理分析[J]. 金磊,曾亞武,李晶晶.  固體力學(xué)學(xué)報. 2015(06)
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博士論文
[1]土石混合體的細(xì)觀力學(xué)特性研究[D]. 龔健.大連理工大學(xué) 2017



本文編號：3054192