本文關(guān)鍵詞：隧道開挖地質(zhì)災(zāi)害規(guī)律與防治對策研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

[博士]隧道開挖地質(zhì)災(zāi)害規(guī)律與防治對策研究
　　學科專業(yè)： 巖土工程
　　授予學位： 博士
　　學位授予單位：中南大學
　　學位年度：2001
　　 隧道開挖災(zāi)害研究必然以地質(zhì)因素為其土要研究對象。本文以硬巖隧道開挖工程區(qū)域巖體(石)的各向異性研究為起點，從不同類型斷層為主要構(gòu)造形跡的應(yīng)力分布特征出發(fā)，并結(jié)合隧道地下涌水災(zāi)害，系統(tǒng)研究隧道開挖的地質(zhì)災(zāi)害類型，，以宏觀表象、主控因素、災(zāi)害機制及防治對策為主要研究內(nèi)容，全面深入研究旨在為隧道開挖期間防災(zāi)、減災(zāi)提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)路線。
　　 本論文以原生型各向異性物質(zhì)特征為基礎(chǔ)，以巖體橫觀各向同性為假設(shè)條件，利用前人的理論研究結(jié)果，對于隧道開挖在此類各向異性巖體中的破壞特征進行了分析和總結(jié)，提出了不等強支護的策略技術(shù)。
　　 本文針對不同性質(zhì)的斷層作用于隧道圍巖的不同災(zāi)害類型及力學機制，根據(jù)研究需要，將斷層分為正斷層、平移斷層與逆斷層三大類：從正斷層區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)出發(fā)，定義了正斷層區(qū)域節(jié)理巖體中隧道開挖的災(zāi)害類型為結(jié)構(gòu)型破壞并對其進行分類；剎用塊體理論的思想方法研究隧道破壞過程，將巖塊向涵空面措移分為三種彤式：塌落、沿單面滑移和沿兩面滑移，并系統(tǒng)研究三種滑移的力學機制：隧道支護以工程巖體分類為基礎(chǔ)．提出隧道支護系統(tǒng)的建立應(yīng)以主動支護與坡動支護相結(jié)合為主導思想；在研究正斷層區(qū)域應(yīng)力分布以自重應(yīng)力為主應(yīng)力的基礎(chǔ)上，堤出確定隧洞斷面形狀的“諧硐”原則，嘗試性地提出隧道工程開挖災(zāi)害防治的工程應(yīng)用程式。
　　 在分析平移斷層的原巖應(yīng)力狀態(tài)特征的基礎(chǔ)上，討論斷層充填物中泥化夾層的形成機制與過程，系統(tǒng)研究泥化夾層的分佃規(guī)律，及不同的巖性組合、夾層厚度、兩壁硬巖層起伏差與構(gòu)造運動對泥化夾層分布的影響；從理論上深入研究泥化夾層中水膜面的成因及特殊的力學機制，水膜面的不連續(xù)系數(shù)局對水膜面力學性質(zhì)的影響；水膜面的形成使泥化夾層的強度降低了一個數(shù)量級之多，當水膜面消失后，泥化夾層抗剪強度又回復到其初始值；定義了隧道的災(zāi)害類型為應(yīng)變型破壞；給出了引起隧道變形災(zāi)害的凈荷載下公式。
　　 以地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力場的研究現(xiàn)狀為前提，綜合研究大量的地質(zhì)資料，得出逆斷層區(qū)域地應(yīng)力場的變化規(guī)律；借助構(gòu)造應(yīng)力的概化手段，提出隧道工程區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力概化的思路模型；對某地下工程區(qū)域進行地應(yīng)力現(xiàn)場測量，編寫了三維應(yīng)力量測應(yīng)用程序。逆斷層區(qū)域集中有較高的構(gòu)造應(yīng)力，從而使巖爆為其典型的災(zāi)害之一。本文根據(jù)人類地下工程的不同特點將巖爆分為6大類，逆斷層區(qū)域隧道巖爆列屆其中；建立斷層兩盤不同的巖性組合，即互層狀、互列狀與平行裂隙巖體的巖爆研究力學模型，規(guī)律性的研究為隧道巖爆的預(yù)測與防治提供了指導；文中結(jié)合巖爆預(yù)測核心內(nèi)容，作出易于操作的逆斷層區(qū)域隧道巖爆綜合預(yù)測的程式和方法。
　　 本文以唯象學為基礎(chǔ)建立雙孔變形滲流耦合模型，借助孔隙裂隙彈性理論，深入研究裂隙與孔隙之間的流體壓力與固體變形之聞的耦合關(guān)系，研究裂隙與孔隙之間的流體流動與雙孔壓差的關(guān)系；并結(jié)合Darey定律研究雙孔的瞬時位移量和流體壓力隨時間的變化規(guī)律：滲透性控制著雙孔效應(yīng)。研究表明，孔隙基質(zhì)與裂隙之問因剛性差產(chǎn)生了一定的壓差，雙孔之間的流體轉(zhuǎn)換及其應(yīng)變效應(yīng)使這種壓差消失而達到一種新的平衡結(jié)構(gòu)，隧道開挖破壞了這種平衡從而使雙孔中的流體在滲透與流動過程中而涌入隧洞；據(jù)此本文研究了預(yù)測隧道涌水的理論與經(jīng)驗解析法，并提出隧道涌水預(yù)測研究的工作程式。
　　

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