高应力条件下深埋隧洞掘进过程力学特性及岩爆防治措施研究

发布时间：2021-04-28 06:48

　　随着地下空间建设的突飞猛进,高地应力下深埋隧洞开挖工程持续增加,由高地应力引起的坍塌、岩爆等工程事故给施工作业人员及作业设备财产安全状况带来了巨大威胁。虽然各国对高应力、大埋深特点的隧洞建设做了诸多研究,也提出了一些相应的支护设计以及施工方面的特殊工艺,但能够真正应用到实际工程的成果甚少。在评价高地应力大埋深隧洞的稳定性与安全性时,需弄清施工过程中围岩与支护结构的力学特性,这给隧洞的初期设计和施工均带来了重要的安全保障。本文以巴基斯坦国家Neelum-Jhelum水电枢纽工程的引水洞工程为研究对象,通过现场试验、监测及理论分析方法,对高地应力深埋隧洞掘进过程中工程的稳定性进行系统研究分析。全文主要工作如下:（1）根据Neelum-Jhelum水电枢纽工程的引水洞地质情况及隧洞开挖方案,制定相应的隧洞施工监测方案,并对掘进过程中围岩应力状态、变形等测试结果进行分析。（2）通过数值计算方法,建立Neelum-Jhelum引水隧洞三维弹塑性有限元模型,对高地应力下隧洞开挖及支护的全过程进行模拟。分析隧洞掘进过程中围岩应力、变形与支护结构力学特性。（3）通过对围岩的微震进行监测,分析围岩产生岩... 

【文章来源】：南昌工程学院江西省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 围岩压力理论
        1.2.2 围岩稳定性分析方法及其研究进展
        1.2.3 岩爆研究现状
    1.3 研究内容、方法及技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 研究内容
        1.3.4 技术路线
第二章 巴基斯坦NEELUM-JHELUM水电枢纽工程引水隧洞工程概况
    2.1 工程简介
    2.2 工程地质条件
        2.2.1 地层岩性
        2.2.2 地质褶皱构造情况
        2.2.3 水文气象
    2.3 工程施工方案
    2.4 本章小结
第三章 高地应力条件下隧洞施工监测分析
    3.1 地应力测试
        3.1.1 测试方案
        3.1.2 测试结果分析
    3.2 点荷载试验
        3.2.1 测试方案
        3.2.2 测试结果分析
    3.3 隧洞收敛监测
        3.3.1 监测方案
        3.3.2 测点布置
        3.3.3 监测数据分析
    3.4 本章小结
第四章 高地应力条件下隧洞施工过程力学特性分析
    4.1 高地应力条件下隧道掘进计算分析模型
        4.1.1 几何模型确定
        4.1.2 网格划分
        4.1.3 计算参数
        4.1.4 边界条件
        4.1.5 计算分析工况
    4.2 隧洞掘进过程围岩力学特性分析
        4.2.1 位移场分析
        4.2.2 应力场分析
    4.3 支护结构力学特性分析
        4.3.1 锚杆内力分析
        4.3.2 衬砌内力分析
    4.4 本章小结
第五章 高地应力围岩岩爆预测及防治措施
    5.1 岩爆的基本概念
        5.1.1 岩爆的定义
        5.1.2 岩爆机理
        5.1.3 岩爆特点
        5.1.4 岩爆产生条件
        5.1.5 岩爆易发区域的判断
    5.2 岩爆监测与预测
        5.2.1 微震监测
        5.2.2 岩爆短期预报
        5.2.3 点荷载试验
    5.3 岩爆防治措施
        5.3.1 施工卸圧孔
        5.3.2 支护措施
        5.3.3 加强地应力测试
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]三台阶七步法施工高地应力隧道支护结构受力特性分析[J]. 张德华,刘士海,任少强.  现代隧道技术. 2016(01)
[2]深埋隧洞围岩高应力损伤破坏机理探讨[J]. 陈祥荣,张春生,朱焕春,曾新华,杜效鹄,张鹏,刘宁.  水力发电. 2014(07)
[3]深埋隧洞岩爆孕育规律与机制:时滞型岩爆[J]. 陈炳瑞,冯夏庭,明华军,周辉,曾雄辉,丰光亮,肖亚勋.  岩石力学与工程学报. 2012(03)
[4]桃树垭隧道底鼓发生机理与防治技术研究[J]. 钟祖良,刘新荣,王道良,郑成果,黄明.  岩土工程学报. 2012(03)
[5]基于BP神经网络的隧道围岩分类[J]. 陈振平,王鹏.  路基工程. 2011(01)
[6]锦屏二级水电站深埋长隧洞群的建设和工程中的挑战性问题[J]. 吴世勇,王鸽.  岩石力学与工程学报. 2010(11)
[7]高地应力大变形隧道支护系统的试验研究[J]. 刘招伟,王明胜,方俊波.  土木工程学报. 2010(05)
[8]桃树垭隧道初期支护大变形分析与工程处理[J]. 刘新荣,钟祖良,黄林伟,杜国平,刘亮.  水文地质工程地质. 2008(04)
[9]分形理论在地下工程岩体质量评价中的应用[J]. 彭振华,丁浩,连建发,聂作彬.  隧道建设. 2003(01)
[10]基于解析积分求解影响系数的三维FSM边界元法[J]. 刘承论.  岩石力学与工程学报. 2002(08)

博士论文
[1]高地应力下大型地下洞室群稳定性分析与智能优化研究[D]. 苏国韶.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2006
[2]大跨度高边墙地下洞室群围岩稳定性评价及支护方案的系统工程地质研究[D]. 巨能攀.成都理工大学 2005
[3]预应力锚索作用机理研究[D]. 何思明.西南交通大学 2004

硕士论文
[1]高地热、高地应力条件下的隧道的力学行为及工程措施研究[D]. 徐长春.重庆交通大学 2009
[2]岩爆预测理论与应用研究[D]. 杜子建.武汉科技大学 2007
[3]高地应力非均质软岩洞室群稳定性分析与控制研究[D]. 王汉鹏.山东科技大学 2004



本文编号：3165016