隧道蚀变围岩分级及土石混合体细观特性研究
发布时间：2021-02-27 11:53
隧道工程建设项目因其地质条件复杂,且在施工阶段对掌子面前方的地质条件勘察情况的不详细,众多工程风险因素错综复杂容易引起严重的后果。本次研究依托国道111线黄旗镇至杨树底下段盘山公路改建隧道工程,基于物元可拓理论与实际相结合的方法对蚀变围岩的等级进行辨别,室内试验结合数值模拟对土石混合体进行了宏-细观力学性质的研究,取得的主要成果如下所示:（1）学习物元可拓理论和熵权法相关理论,选取五个体现蚀变围岩性质的指标:岩石单轴抗压强度（Rc）、蚀变系数（Ja）、岩石质量指标（RQD）、地下水（ω）、岩体完整性系数（Kv）,使用物元可拓模型和熵权法建立模型进行计算,其结果与现场围岩等级进行比较分析,其结果准确率达到90.9%。（2）通过现场取样采集土石混合体,室内测定土和块石的密度、含水率和级配,并重制成50 mm×100 mm的圆柱型样品。通过单轴试验、三轴压缩试验,得到不同含石头量的情况下的物理力学参数;基于单轴、三轴试验,得到土石混合体抗压强度和裂隙发展规律及影响因素。（3）使用PFC2D对土石混合体进行建模,对其剪切带的演化规律及影响因素进行研究,同时在基于细观力学参...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究方法和技术路线图
11第2章研究隧道区域的工程地质概况2.1隧道地理位置及概况国道111线黄旗镇至杨树底下改建工程大坝梁隧道位于承德市丰宁县黄旗镇大坝梁地段，国道111线路经，交通较为便利，总长度为2170米。在丰宁燕山山脉中高山山区拟建名为：大坝梁隧道的隧道，隧道区地表崎岖，洞区地面标高为1050米-1390米，进口方向的山体坡面向西偏北方向倾斜，坡度整体约为30°，地形较为平缓；出口方向的山体坡面向东偏南倾斜，坡度整体约为35°，在地貌上隧道通过的区域属于中高山丘陵地带，隧道纵截面图如2-1所示。图2-1隧道纵截面示意图2.2工程地质条件2.2.1地层岩性根据洞口地质调绘、钻探结果，场地底层为中生代燕山旋回中粗粒花岗岩，部分侏罗系张家口凝灰岩及粉土层，现描述如下：1、花岗岩花岗岩分布范围在标段K17+300m-标段K18+980m之间，肉眼所观察到的岩块在阳光下的颜色表现为灰黑色-肉红色，其内部结构为中粗粒、似斑状结构，块状构造，查阅相关地质年代表及岩石图鉴，岩石为中生代燕山旋回中粗粒花岗
13地层活动的同时，地球深处的岩浆向地表侵入的关系特征。该地区地表出露太古代基底不完整的岩石块体，零稀的分布在地表，经过学者们多年研究认为是受到了岩质的混合作用和化学作用的共同作用，片麻理在肉眼下不容易分辨，在岩石块体上，稀疏的分布着中侏罗世晚期的岩石及晚侏罗世火山岩构造。断裂构造：深断裂，指切穿硅铝层，深入硅铝层的上地幔的岩石圈或超岩石圈断裂。它扩展到数百公里内的地区之内，能清楚的表现出地球物理常因为经历过多次且长时期的地质构造过程，所以有很多被继承下来的活动特征。在地表出露的主要表现出一条或多条集中的断裂形迹，在地表以下则是以岩浆岩的连续侵入或间接侵入表现，这对于双侧的地质史发展具有重要的控制意义，一般来说，是在第二级或二级以上的构造单元作为自然边界。隧洞区地质构造：隧道洞区位于上黄旗岩浆岩亚带（IV52）北段，为中生代燕山旋回中粗粒花岗岩岩基产出及部分侏罗系张家口组凝灰岩。京津冀地区构造回旋和岩浆侵入年代如图2-2所示：图2-2京津冀地区构造回旋和岩浆侵入年代图
【参考文献】：
期刊论文
[1]地震三维成像技术在荣乌高速公路营尔岭隧道塌方腔体探测中的应用[J]. 张国炜. 国防交通工程与技术. 2019(S1)
[2]土石混合体宏细观力学特性和变形破坏机制的三维离散元精细模拟[J]. 金磊,曾亚武. 岩石力学与工程学报. 2018(06)
[3]基于模糊概率理论岩质围岩基本分级细化研究[J]. 吴圣智,王明年,刘大刚. 铁道科学与工程学报. 2018(01)
[4]浅析岳家沟隧道塌方原因及处理措施[J]. 王书涛. 价值工程. 2017(31)
[5]土石混合体宏观力学性能研究的细观等效分析方法[J]. 杜修力,张佩,金浏. 工程力学. 2017(10)
[6]基于三维离散元堆积碎石土细-宏观力学参数相关性研究[J]. 马石城,胡军霞,马一跃,董辉. 计算力学学报. 2016(01)
[7]胶结土石混合体力学特性的块石形状效应细观机理分析[J]. 金磊,曾亚武,李晶晶. 固体力学学报. 2015(06)
[8]单轴压缩条件下土石混合体开裂特征研究[J]. 王宇,李晓,李守定,李关访,赵志恒. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[9]土石混合体力学特性的颗粒离散元双轴试验模拟研究[J]. 焦玉勇,王浩,马江锋. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[10]土石混合体直剪离散元数值试验研究[J]. 徐文杰,张海洋,许强,于玉贞. 计算力学学报. 2014(02)
博士论文
[1]土石混合体的细观力学特性研究[D]. 龚健.大连理工大学 2017
本文编号：3054192
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究方法和技术路线图
11第2章研究隧道区域的工程地质概况2.1隧道地理位置及概况国道111线黄旗镇至杨树底下改建工程大坝梁隧道位于承德市丰宁县黄旗镇大坝梁地段，国道111线路经，交通较为便利，总长度为2170米。在丰宁燕山山脉中高山山区拟建名为：大坝梁隧道的隧道，隧道区地表崎岖，洞区地面标高为1050米-1390米，进口方向的山体坡面向西偏北方向倾斜，坡度整体约为30°，地形较为平缓；出口方向的山体坡面向东偏南倾斜，坡度整体约为35°，在地貌上隧道通过的区域属于中高山丘陵地带，隧道纵截面图如2-1所示。图2-1隧道纵截面示意图2.2工程地质条件2.2.1地层岩性根据洞口地质调绘、钻探结果，场地底层为中生代燕山旋回中粗粒花岗岩，部分侏罗系张家口凝灰岩及粉土层，现描述如下：1、花岗岩花岗岩分布范围在标段K17+300m-标段K18+980m之间，肉眼所观察到的岩块在阳光下的颜色表现为灰黑色-肉红色，其内部结构为中粗粒、似斑状结构，块状构造，查阅相关地质年代表及岩石图鉴，岩石为中生代燕山旋回中粗粒花岗
13地层活动的同时，地球深处的岩浆向地表侵入的关系特征。该地区地表出露太古代基底不完整的岩石块体，零稀的分布在地表，经过学者们多年研究认为是受到了岩质的混合作用和化学作用的共同作用，片麻理在肉眼下不容易分辨，在岩石块体上，稀疏的分布着中侏罗世晚期的岩石及晚侏罗世火山岩构造。断裂构造：深断裂，指切穿硅铝层，深入硅铝层的上地幔的岩石圈或超岩石圈断裂。它扩展到数百公里内的地区之内，能清楚的表现出地球物理常因为经历过多次且长时期的地质构造过程，所以有很多被继承下来的活动特征。在地表出露的主要表现出一条或多条集中的断裂形迹，在地表以下则是以岩浆岩的连续侵入或间接侵入表现，这对于双侧的地质史发展具有重要的控制意义，一般来说，是在第二级或二级以上的构造单元作为自然边界。隧洞区地质构造：隧道洞区位于上黄旗岩浆岩亚带（IV52）北段，为中生代燕山旋回中粗粒花岗岩岩基产出及部分侏罗系张家口组凝灰岩。京津冀地区构造回旋和岩浆侵入年代如图2-2所示：图2-2京津冀地区构造回旋和岩浆侵入年代图
【参考文献】：
期刊论文
[1]地震三维成像技术在荣乌高速公路营尔岭隧道塌方腔体探测中的应用[J]. 张国炜. 国防交通工程与技术. 2019(S1)
[2]土石混合体宏细观力学特性和变形破坏机制的三维离散元精细模拟[J]. 金磊,曾亚武. 岩石力学与工程学报. 2018(06)
[3]基于模糊概率理论岩质围岩基本分级细化研究[J]. 吴圣智,王明年,刘大刚. 铁道科学与工程学报. 2018(01)
[4]浅析岳家沟隧道塌方原因及处理措施[J]. 王书涛. 价值工程. 2017(31)
[5]土石混合体宏观力学性能研究的细观等效分析方法[J]. 杜修力,张佩,金浏. 工程力学. 2017(10)
[6]基于三维离散元堆积碎石土细-宏观力学参数相关性研究[J]. 马石城,胡军霞,马一跃,董辉. 计算力学学报. 2016(01)
[7]胶结土石混合体力学特性的块石形状效应细观机理分析[J]. 金磊,曾亚武,李晶晶. 固体力学学报. 2015(06)
[8]单轴压缩条件下土石混合体开裂特征研究[J]. 王宇,李晓,李守定,李关访,赵志恒. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[9]土石混合体力学特性的颗粒离散元双轴试验模拟研究[J]. 焦玉勇,王浩,马江锋. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[10]土石混合体直剪离散元数值试验研究[J]. 徐文杰,张海洋,许强,于玉贞. 计算力学学报. 2014(02)
博士论文
[1]土石混合体的细观力学特性研究[D]. 龚健.大连理工大学 2017
本文编号：3054192
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