發(fā)布時間：2020-01-21 22:31

【摘要】：由于隧道和煤礦開采等地下工程的實施，使得很多原本穩(wěn)定的地下環(huán)境出現了或可能出現破壞，并最終導致如地面塌陷、地裂縫、地面沉降、地表水資源漏失等地質災害的發(fā)生和潛在發(fā)生可能增大。弄清圍巖與地下工程的相互作用是解決這些問題的關鍵，也是推動隧道向縱深發(fā)展和安全使用的保證，迫切需要深入的研究和探索。 本文以重慶巴南區(qū)豐盛場工程背景為依托，采用數值模擬軟件MIDAS/GTS為工具，建立了大型三維山體地質模型。在其基礎上對地下工程在不同埋深、不同巖性的情況下地下和地表環(huán)境的應力及位移場變化情況進行了計算、比較和分析。通過研究，得出以下主要結論: (l)采用MIDAS/GTS數值模擬的手段，等比建立了豐盛場三維地質模型，建立了豐盛場背斜地質構造幾何模型，對地下工程施工過程進行數值模擬。根據MIDAS/GTS建模技術，通過確定物理力學參數、初始條件、邊界條件、材料的本構關系、單元網格類型等，建立隧道的平面幾何模型，并以隧道開挖的不同埋深為敏感性因素進行了數值模擬，得出了不同埋深下的應力場和位移場的分布以及變化規(guī)律; (2)以豐盛場三維地質模型為基礎，根據工程地勘報告等為依據，在模型中相應位置模擬豐盛場煤礦礦道以及其礦區(qū)開挖，其中礦道和采空區(qū)部分穿過背斜核部、兩翼軟弱圍巖等關鍵區(qū)域。模擬計算后，其中拱頂最大位移量為62.2mm，拱底最大回彈51.7mm，地表最大沉降達到166.6mm。隨著埋深的增大，圍巖破壞區(qū)域呈漸進擴大趨勢；地下工程開挖對山體的地下及地表擾動區(qū)域以及地表變形等進行了結果分析，得出相應結論。 (3)在工程實際開挖模型的基礎上，保持開挖順序、埋深和地質結構不變，通過改變其巖性，考察工程在相同施工和地質結構的條件下，不同巖性的影響。在對計算結果進行對比分析后，得到在不同巖性下，礦道和采空區(qū)周圍圍巖的變形量大小，泥巖5.2m、泥灰?guī)r1.03m、灰?guī)r0.39m、砂巖0.485m.然后分別根據各巖性對地表位移的影響，總結其變化規(guī)律。 (4)通過以上結果和分析，，找出隧道最敏感的埋深和工程最優(yōu)、最差的施工巖性參數范圍，為實際工程提供參考。 通過上述研究，本文不僅對豐盛一礦采空區(qū)段的對山體的安全穩(wěn)定性影響因素有了系統的分析，還著重根據實際情況進行了數值模擬分析，對地表的應力變化和變形規(guī)律有了深入的研究，為評價豐盛場的設計方案提供了理論依據，保障了今后煤礦的施工和運營安全，對同類工程也有參考價值。
【圖文】：

技術路線圖

豐盛場整體地形平面圖
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U451.2

【參考文獻】

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本文編號：2571738