【摘要】：本文以“吉林省中部城市引水工程TBM(Tunnel Boring Machine)施工段隧洞Ⅱ類圍巖是否需要襯砌”的研究課題為載體,形成了一套完整應(yīng)用關(guān)鍵塊體的分析研究思路。針對(duì)TBM隧洞內(nèi)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀測(cè)量的難題,文中提出了基于免棱鏡全站儀的雙激光照準(zhǔn)技術(shù),并成功應(yīng)用到此課題的研究中,這使得隧洞內(nèi)可視結(jié)構(gòu)面幾何信息的獲取變得高效便捷、安全可靠。經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)推導(dǎo)與計(jì)算機(jī)計(jì)算,在三維空間重構(gòu)出隧洞及出露跡線,為進(jìn)一步對(duì)巖體結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析創(chuàng)造了基本條件。在使用關(guān)鍵塊體理論分析巖體開挖臨空面的穩(wěn)定性時(shí),引入了巖體結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)理論與三維網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù),對(duì)原穩(wěn)定分析方法進(jìn)行升華。二者的結(jié)合,既能更加真實(shí)地反映出巖體的結(jié)構(gòu)特征,也能抽象概化出巖體結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)的幾何模型,這使得應(yīng)用關(guān)鍵塊體的環(huán)境更為可信。文中選取了諸如小生境Pareto遺傳算法、統(tǒng)計(jì)窗法、正交測(cè)線網(wǎng)法等優(yōu)化方法對(duì)巖體結(jié)構(gòu)面的基本要素進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。將分析結(jié)果應(yīng)用于長(zhǎng)江科學(xué)院研發(fā)的JRS-3D程序,模擬出三維定位巖體結(jié)構(gòu)與隨機(jī)巖體結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上,分別從最大可動(dòng)區(qū)域與關(guān)鍵塊體、隨機(jī)塊體識(shí)別與穩(wěn)定性分析、定位塊體識(shí)別與穩(wěn)定性分析這三個(gè)角度對(duì)分析洞段穩(wěn)定性進(jìn)行研究。研究表明,該Ⅱ類圍巖洞段結(jié)構(gòu)面組合切割圍巖形成關(guān)鍵塊體的概率很小,雖然局部有裂隙密集情況,但出露形成的可動(dòng)塊體的方量較小,且具備一定的安全裕度,這對(duì)于采用無襯砌的設(shè)計(jì)方案并不構(gòu)成安全威脅。其分析結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)出露結(jié)構(gòu)面的間距較大、結(jié)構(gòu)面分布較為稀疏的地質(zhì)認(rèn)識(shí)也是十分吻合的。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)江科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TV554

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