本文關(guān)鍵詞：高原深埋TBM施工隧洞巖爆風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及對(duì)策研究

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【摘要】：21世紀(jì)以來,我國隧洞工程發(fā)展總趨勢(shì)是“長、大、深”,即長度大、大斷面和大埋深。地下隧洞圍巖的穩(wěn)定性直接影響著地下工程的成敗,而巖爆是大型地下工程中常常遇到的重要地質(zhì)災(zāi)害之一。以高原深埋TBM施工隧洞巖爆為研究對(duì)象,補(bǔ)充了隧址區(qū)片巖室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn),歸納了隧址區(qū)4種巖樣室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果,分析了研究區(qū)原巖應(yīng)力場(chǎng)和二次應(yīng)力場(chǎng),運(yùn)用強(qiáng)度理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)研究區(qū)的巖爆進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,在此基礎(chǔ)上提出了巖爆洞段的施工措施。研究巖爆的風(fēng)險(xiǎn)與施工對(duì)策,有利于及早發(fā)現(xiàn)問題,降低巖爆帶來的損失,同時(shí)為雅魯藏布江下游的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供依據(jù)。取得如下幾點(diǎn)研究成果:(1)片巖室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明:常規(guī)三軸試驗(yàn)中,軸壓受圍壓影響較大,較小的圍壓都可以使軸壓的峰值強(qiáng)度明顯提高。在卸圍試驗(yàn)中,卸圍條件下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線包含彈性-屈服-脆性-塑性四個(gè)階段,且曲線存在明顯的屈服階段;對(duì)不同卸圍速率試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn),卸圍速率過快會(huì)導(dǎo)致試樣的加速破壞。(2)對(duì)研究區(qū)的原巖應(yīng)力場(chǎng)和二次應(yīng)力場(chǎng)的分析,研究區(qū)屬極高應(yīng)力區(qū),估算出最大主應(yīng)力值約為80 MPa,且主應(yīng)力值隨埋深的增加而增加。此外,基于有限元分析方法實(shí)現(xiàn)了原巖應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬。結(jié)果表明,隧洞軸線最大主應(yīng)力值約為76 MPa,由于受斷層的影響,其在斷層附近減小了約10 MPa。隨后,對(duì)埋深2000 m條件下的二次應(yīng)力場(chǎng)的空間分布特征進(jìn)行分析,結(jié)果表明,巖爆發(fā)生位置可能受應(yīng)力差的影響,引水隧洞掌子面到2倍洞徑區(qū)是巖爆高發(fā)段。(3)運(yùn)用強(qiáng)度判據(jù)和能量判據(jù)分別對(duì)研究區(qū)的巖爆進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明,該區(qū)域以弱~中等巖爆為主,部分區(qū)域存在強(qiáng)烈?guī)r爆發(fā)生的可能。此外,運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)巖爆傾向性進(jìn)行評(píng)估,其結(jié)果為弱~中等巖爆,與判據(jù)結(jié)果基本一致。(4)由于巖爆的成因主要取決于隧洞的應(yīng)力條件和施工觸發(fā),提出本工程巖爆洞段的施工應(yīng)采取預(yù)防為主,防治結(jié)合的方案。同時(shí)考慮到距掌子面到2倍洞徑處為巖爆多發(fā)段,從支護(hù)措施方面考慮,及時(shí)有效地實(shí)施支護(hù)不僅能夠改善地應(yīng)力的大小和分布,同時(shí)還能使隧洞周邊巖體的應(yīng)力狀態(tài)從平面變?yōu)榭臻g三向受力狀態(tài),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減緩或避免巖爆地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】：高地應(yīng)力 巖爆 巖石隧道掘進(jìn)機(jī) 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 施工對(duì)策
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV554
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 地應(yīng)力研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 巖爆機(jī)理及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 巖爆洞段TBM施工技術(shù)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 論文研究思路、內(nèi)容及技術(shù)路線17-20
• 1.3.1 研究內(nèi)容17-18
• 1.3.2 研究思路18
• 1.3.3 技術(shù)路線18-20
• 第2章 地質(zhì)環(huán)境條件20-30
• 2.1 自然地理?xiàng)l件20-22
• 2.1.1 地理位置與交通20-21
• 2.1.2 氣候21
• 2.1.3 水文21-22
• 2.2 區(qū)域地質(zhì)背景22-24
• 2.2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造22-24
• 2.2.2 地震24
• 2.3 工程地質(zhì)條件24-28
• 2.3.1 地形地貌24-25
• 2.3.2 地層巖性25-27
• 2.3.3 地質(zhì)構(gòu)造27-28
• 2.4 水文地質(zhì)條件28
• 2.5 隧洞工程地質(zhì)分段與特征28-30
• 第3章 隧址區(qū)巖石的物理力學(xué)特性30-46
• 3.1 概述30-31
• 3.2 巖石的物理特性31-32
• 3.3 巖石的單軸抗壓強(qiáng)度與壓縮試驗(yàn)32-36
• 3.3.1 試驗(yàn)過程33-34
• 3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析34-36
• 3.4 巖石的抗拉強(qiáng)度36-38
• 3.4.1 試驗(yàn)過程36-37
• 3.4.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析37-38
• 3.5 巖石的三軸試驗(yàn)特征38-41
• 3.5.1 試驗(yàn)制備和試樣設(shè)計(jì)38-39
• 3.5.2. 試驗(yàn)結(jié)果及分析39-41
• 3.6 巖石的卸荷特性研究41-45
• 3.6.1 不同圍壓下的卸荷三軸試驗(yàn)42-43
• 3.6.2 不同速率下的卸荷三軸試驗(yàn)43-45
• 3.7 本章小結(jié)45-46
• 第4章 隧洞的原巖應(yīng)力場(chǎng)及二次應(yīng)力場(chǎng)分析46-66
• 4.1 概述46
• 4.2 原巖應(yīng)力場(chǎng)的初步估算46-53
• 4.2.1 垂直應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律47-48
• 4.2.2 水平應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律48-52
• 4.2.3 最大應(yīng)力方向52-53
• 4.3 原巖應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬研究53-56
• 4.3.1 三維地質(zhì)力學(xué)模型的建立53-54
• 4.3.2 成果分析54-56
• 4.4 二次應(yīng)力場(chǎng)的平面分布特征研究56-59
• 4.4.1 靜水壓力式的天然應(yīng)力場(chǎng)57
• 4.4.2 非均布天然應(yīng)力場(chǎng)57-59
• 4.5 二次應(yīng)力場(chǎng)軸向分布特征的數(shù)值模擬59-65
• 4.5.1 計(jì)算模型確定59-60
• 4.5.2 成果分析60-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 第5章 隧洞圍巖的巖爆風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估66-83
• 5.1 概述66
• 5.2 巖爆的評(píng)判及分級(jí)66-70
• 5.2.1 巖爆的影響因素66-69
• 5.2.2 巖爆的烈度69-70
• 5.3 基于理論方法的巖爆風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估70-76
• 5.3.1 強(qiáng)度理論判據(jù)法70-74
• 5.3.2 能量理論判據(jù)法74-76
• 5.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的巖爆風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估76-81
• 5.4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立77-79
• 5.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與測(cè)試79-80
• 5.4.3 引水隧洞巖爆預(yù)測(cè)及結(jié)果分析80-81
• 5.5 本章小結(jié)81-83
• 第6章 巖爆洞段TBM施工對(duì)策研究83-98
• 6.1 TBM概述83-84
• 6.2 TBM掘進(jìn)施工過程中的主要工程地質(zhì)問題84-89
• 6.2.1 高地應(yīng)力85-86
• 6.2.2 斷層破碎帶86
• 6.2.3 軟巖86-87
• 6.2.4 地下水87-88
• 6.2.5 研究區(qū)主要地質(zhì)問題88-89
• 6.3 巖爆洞段TBM的施工對(duì)策89-94
• 6.3.1 弱巖爆洞段的施工對(duì)策89-91
• 6.3.2 中等巖爆洞段的施工對(duì)策91-93
• 6.3.3 強(qiáng)烈?guī)r爆洞段的施工對(duì)策93-94
• 6.4 基于巖爆風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的TBM選型建議94-96
• 6.4.1 TBM選型影響因素分析94-95
• 6.4.2 TBM選型建議95-96
• 6.5 本章小結(jié)96-98
• 結(jié)論與建議98-100
• 致謝100-101
• 參考文獻(xiàn)101-105
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果105

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何正;李曉紅;盧義玉;王心飛;;BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在深埋隧道巖爆預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2008年03期

2 徐林生,王蘭生;巖爆類型劃分研究[J];地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù);2000年03期

3 孫志明;董瀚;廖光宇;鄭來林;耿全如;樓雄英;李生;石文禮;張東;;東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)南迦巴瓦巖群花崗質(zhì)片麻巖的初步研究[J];沉積與特提斯地質(zhì);2005年04期

4 譚以安;巖爆類型及其防治[J];現(xiàn)代地質(zhì);1991年04期

5 許迎年,徐文勝,王元漢,譚國煥,徐鉞,李啟光;巖爆模擬試驗(yàn)及巖爆機(jī)理研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2002年10期

6 姜彤,黃志全,趙彥彥;動(dòng)態(tài)權(quán)重灰色歸類模型在南水北調(diào)西線工程巖爆風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2004年07期

7 尚彥軍,史永躍,曾慶利,尹俊濤,薛繼洪;昆明上公山隧道復(fù)雜地質(zhì)條件下TBM卡機(jī)及護(hù)盾變形問題分析和對(duì)策[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2005年21期

8 吳世勇;王鴿;徐勁松;王堅(jiān);;錦屏二級(jí)水電站TBM選型及施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2008年10期

9 劉章軍;袁秋平;李建林;;模糊概率模型在巖爆烈度分級(jí)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2008年S1期

10 馮夏庭;陳炳瑞;明華軍;吳世勇;肖亞勛;豐光亮;周輝;邱士利;;深埋隧洞巖爆孕育規(guī)律與機(jī)制:即時(shí)型巖爆[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 龔俊峰;喜馬拉雅中東段~（40）Ar/~（39）Ar年代學(xué)及熱史演化研究[D];北京大學(xué);2009年

2 趙青;高地應(yīng)力地區(qū)花崗巖強(qiáng)度偏低的成因研究[D];成都理工大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：694302