TBM隧洞围岩结构面测量方法与关键块体分析研究

发布时间：2020-05-12 04:48

【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类围岩是否需要衬砌”的研究课题为载体,形成了一套完整应用关键块体的分析研究思路。针对TBM隧洞内结构面产状测量的难题,文中提出了基于免棱镜全站仪的双激光照准技术,并成功应用到此课题的研究中,这使得隧洞内可视结构面几何信息的获取变得高效便捷、安全可靠。经过严谨的数学推导与计算机计算,在三维空间重构出隧洞及出露迹线,为进一步对岩体结构特征进行统计学分析创造了基本条件。在使用关键块体理论分析岩体开挖临空面的稳定性时,引入了岩体结构统计理论与三维网络模拟技术,对原稳定分析方法进行升华。二者的结合,既能更加真实地反映出岩体的结构特征,也能抽象概化出岩体结构面网络的几何模型,这使得应用关键块体的环境更为可信。文中选取了诸如小生境Pareto遗传算法、统计窗法、正交测线网法等优化方法对岩体结构面的基本要素进行了统计分析。将分析结果应用于长江科学院研发的JRS-3D程序,模拟出三维定位岩体结构与随机岩体结构。在此基础上,分别从最大可动区域与关键块体、随机块体识别与稳定性分析、定位块体识别与稳定性分析这三个角度对分析洞段稳定性进行研究。研究表明,该Ⅱ类围岩洞段结构面组合切割围岩形成关键块体的概率很小,虽然局部有裂隙密集情况,但出露形成的可动块体的方量较小,且具备一定的安全裕度,这对于采用无衬砌的设计方案并不构成安全威胁。其分析结果与现场出露结构面的间距较大、结构面分布较为稀疏的地质认识也是十分吻合的。
【学位授予单位】：长江科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV554

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本文编号：2659685