本文關(guān)鍵詞：富水巖溶隧道與隱伏溶洞間安全距離預(yù)測(cè)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文依托于滬昆高鐵工程貴州段崗烏隧道項(xiàng)目,從隧址區(qū)巖溶發(fā)育規(guī)律、巖溶不良地質(zhì)體探測(cè)手段、巖溶含水體發(fā)育安全距離等角度進(jìn)行研究：(1)結(jié)合隧址區(qū)地質(zhì)條件,對(duì)隧址區(qū)內(nèi)地下水特征及巖溶發(fā)育規(guī)律進(jìn)行研究。隧址區(qū)地下水除接受季節(jié)性大氣降水豎向補(bǔ)給外,還接受相鄰含水構(gòu)造間的側(cè)向補(bǔ)給,位于垂直滲流帶和季節(jié)變動(dòng)帶之間,受季節(jié)變動(dòng)影響較大,落水洞、水平狀溶洞均有發(fā)育,局部存在大型溶洞；隧址區(qū)與壓性構(gòu)造逆斷層葫蘆井-櫻桃窩斷層相交,斷層為地下水提供輸送通道的同時(shí),構(gòu)造斷層面附近常發(fā)育斷層泥或糜棱巖等非可溶隔水巖體形成隔水帶,其與可溶巖分界邊緣易發(fā)生水壓力集中,發(fā)育承壓含水層,從而形成巖溶致災(zāi)體發(fā)育密集區(qū)域。經(jīng)電阻率物探成像法探測(cè)及工程揭露驗(yàn)證,隧址區(qū)與該斷裂相交 區(qū)域斷層上下盤(pán)附近均存在巖溶致災(zāi)體強(qiáng)發(fā)育的情況。(2)進(jìn)行不良含水體探測(cè)手段研究。綜合利用多種電磁波發(fā)、地震波法、紅外探水法等多種物探手段對(duì)隧址區(qū)不良地質(zhì)體特別是巖溶含水體進(jìn)行探測(cè),對(duì)典型波普?qǐng)D像進(jìn)行解譯分析,分析各物探手段的優(yōu)缺點(diǎn)并采用長(zhǎng)短結(jié)合的原則對(duì)崗烏隧道進(jìn)行綜合預(yù)報(bào)。(3)將掌子面與溶洞間巖體簡(jiǎn)化為兩端固支梁模型,根據(jù)巖體勢(shì)能建立基于突變理論的勢(shì)函數(shù),并通過(guò)泰勒展開(kāi)將其轉(zhuǎn)化為勢(shì)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)形式,根據(jù)突變奇點(diǎn)集控制平面u-v,確定臨界破壞邊界條件,從而推導(dǎo)出臨界安全距離解析計(jì)算公式�？梢缘玫饺缦陆Y(jié)論：①溶洞與掌子面前方區(qū)域斜交臨界安全距離影響因素有：重力、地應(yīng)力、彈性模量、巖墻兩側(cè)壓力差、斜交的角度和隧道直徑；②溶洞位于掌子面前方區(qū)域內(nèi)(小于隧道跨度)臨界安全距離的影響因素有：重力、地應(yīng)力、彈性模量、巖墻兩側(cè)壓力差、斜交的角度和隧道直徑;③溶洞位于掌子面前方區(qū)域內(nèi)(大于隧道跨度)臨界安全距離的影響因素有：隧道直徑、巖墻兩側(cè)壓力差、巖盤(pán)巖體泊松比和圍巖彈性模量；④簡(jiǎn)化固支梁兩端均受地應(yīng)力作用,當(dāng)隧道埋深增大時(shí),安全距離呈非線性增加；圍巖等級(jí)越高,巖體彈性模量越小,臨界安全距離越大,越易發(fā)生突水；溶洞跨度越大,臨界安全距離越大,巖墻塑性區(qū)域范圍越大,越易發(fā)生突水。(4)建立有限元數(shù)值模擬概化模型,對(duì)不同空間形態(tài)、空間位置及水壓力的巖溶含水體進(jìn)行數(shù)值模擬研究。研究可知突水災(zāi)害掌子面最大變形位移往往集中于掌子面幾何中心,且沿洞軸走向負(fù)方向；巖溶發(fā)育規(guī)模、巖墻厚度、巖溶水壓均為突水災(zāi)害發(fā)生的重要影響因素,當(dāng)掌子面距離溶洞接近1m且水壓超過(guò)1Mpa時(shí),突水災(zāi)害發(fā)生概率極高；掌子面拱頂部位易產(chǎn)生壓應(yīng)力集中,掌子面下側(cè)底板部位易產(chǎn)生拉應(yīng)力集中。
【關(guān)鍵詞】：巖溶突水 超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 突變理論 安全距離 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U452.1;P642.25
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 1. 緒論13-23
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-21
• 1.2.1 巖溶地質(zhì)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 巖溶區(qū)域不良地質(zhì)體預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 巖溶區(qū)域高壓富水隧道研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.4 巖溶隧道富水溶洞安全距離研究19-21
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線21-23
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.3.2 技術(shù)路線22-23
• 2. 巖溶隧道巖溶發(fā)育特征研究23-43
• 2.1 巖溶區(qū)隧道巖溶發(fā)育規(guī)律23-26
• 2.1.1 巖溶發(fā)育的成因23-24
• 2.1.2 巖溶區(qū)巖溶地質(zhì)體發(fā)育規(guī)律24-26
• 2.2 崗烏隧道工程地質(zhì)概況26-31
• 2.2.1 工程概況26-27
• 2.2.2 地層巖性27-28
• 2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造28-29
• 2.2.4 不良地質(zhì)及特殊巖土29-30
• 2.2.5 環(huán)境工程地質(zhì)30-31
• 2.3 崗烏隧道地下水特征研究31-39
• 2.3.1 地表水31
• 2.3.2 地下水特征31-32
• 2.3.3 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄32-34
• 2.3.4 水化學(xué)特征34
• 2.3.5 隧道涌水量預(yù)測(cè)34-39
• 2.4 崗烏隧道巖溶致災(zāi)體發(fā)育特征39-41
• 2.5 小結(jié)41-43
• 3. 富水隱伏溶洞發(fā)育探測(cè)技術(shù)研究43-65
• 3.1 地質(zhì)雷達(dá)43-50
• 3.1.1 地質(zhì)雷達(dá)工作原理43-44
• 3.1.2 典型地質(zhì)雷達(dá)波譜分析44-50
• 3.2 地震波法50-53
• 3.2.1 TRT6000原理50-51
• 3.2.2 典型地震波法圖譜分析51-53
• 3.3 紅外探水53-54
• 3.3.1 紅外探水探測(cè)原理53
• 3.3.2 紅外探水探測(cè)分析原則53-54
• 3.4 多手段綜合預(yù)報(bào)崗烏隧道應(yīng)用研究54-63
• 3.4.1 綜合預(yù)報(bào)原則54-55
• 3.4.2 崗烏隧道綜合預(yù)報(bào)實(shí)例55-63
• 3.5 小結(jié)63-65
• 4. 富水隧道掌子面前方巖溶安全距離理論研究65-81
• 4.1 突變理論65-70
• 4.1.1 突變理論原理65-66
• 4.1.2 尖點(diǎn)突變模型的建立66-70
• 4.2 隱伏溶洞尖點(diǎn)突變理論安全距離分析70-77
• 4.2.1 系統(tǒng)勢(shì)函數(shù)的確定70-71
• 4.2.2 溶洞與掌子面前方區(qū)域斜交71-74
• 4.2.3 溶洞位于掌子面前方區(qū)域內(nèi)(大于隧道跨度)74-76
• 4.2.4 溶洞位于掌子面前方區(qū)域內(nèi)(小于隧道跨度)76-77
• 4.3 安全距離臨界值影響因素研究77-78
• 4.4 滬昆高鐵崗烏隧道巖溶實(shí)例研究78-80
• 4.4.1 崗烏隧道溶洞與掌子面前方斜交實(shí)例78-79
• 4.4.2 大獨(dú)山隧道大跨度溶洞位于掌子面前方區(qū)域?qū)嵗?/span>79-80
• 4.5 小結(jié)80-81
• 5. 隱伏含水體隧道變形規(guī)律數(shù)值模擬研究81-97
• 5.1 數(shù)值模擬方法研究81-84
• 5.1.1 工程領(lǐng)域數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀81-82
• 5.1.2 ABAQUS軟件簡(jiǎn)介82-84
• 5.2 隱伏溶洞掌子面前方安全距離數(shù)值模擬84-95
• 5.2.1 概化模型類型分析84
• 5.2.2 模型參數(shù)選取84-87
• 5.2.3 數(shù)值模擬87-93
• 5.2.4 基于數(shù)值模擬的隱伏溶洞變形規(guī)律分析93-95
• 5.3 小結(jié)95-97
• 6. 結(jié)論及展望97-99
• 參考文獻(xiàn)99-103
• 作者簡(jiǎn)歷103-107
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集107

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  本文關(guān)鍵詞：富水巖溶隧道與隱伏溶洞間安全距離預(yù)測(cè)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：448361