引汉济渭工程秦岭引水隧洞岩爆发生机理研究

发布时间：2022-10-09 19:15

　　随着我国水利、高速铁路等快速发展,深长埋隧洞的修建越来越多。但由于埋深大,地应力高,在施工过程中出现岩爆等地质灾害越来越严重。本文以引汉济渭工程秦岭引水隧洞岩爆问题作为研究对象,在以往岩爆相关研究的基础上,结合秦岭引水隧洞勘察资料、现场调研、现场岩爆统计资料、岩爆岩石微观试验、数值模拟,对秦岭引水隧洞岩爆发生机理进行研究。通过对秦岭引水隧洞岩爆现场记录统计分析,总结秦岭引水隧洞岩爆发生规律,并且对典型岩爆发生洞段岩爆岩石断口进行电镜扫描以及岩爆微观破坏机理分析。另外,通过离散元软件UDEC对不同埋深下岩爆现象进行模拟数值分析,研究不同埋深下岩爆破坏机理,从而得到秦岭引水隧洞岩爆发生机理。主要结论如下:（1）在现场调研和现场岩爆记录统计分析的基础上,通过分析岩爆在烈度等级、地层、岩性、围岩节理裂隙、地下水、洞轴线、隧洞横断面、地应力、埋深、以及空间的分布发育情况,得到秦岭引水隧洞已开挖段岩爆发生规律。（2）通过对秦岭引水隧洞典型岩爆发生洞段岩爆岩石断口进行电镜扫描以及微观形貌分析,可以得到,岩爆岩石断口花样为拉伸断口花样和剪切断口花样。（3）通过对岩爆岩石微观断裂分析,可知,秦岭引水隧洞... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 岩爆的定义
        1.2.2 岩爆分类
        1.2.3 岩爆烈度分级
        1.2.4 岩爆形成机理的研究现状
    1.3 研究目标和研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
    1.4 研究方法和技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 论文技术路线
第2章 研究区工程地质条件
    2.1 区域工程地质概况
    2.2 地形地貌
    2.3 秦岭隧洞工区工程地质条件
    2.4 秦岭隧洞围岩分级
第3章 岩爆基本规律研究
    3.1 岩爆烈度等级
    3.2 岩爆与地层的关系
    3.3 岩爆与岩性的关系
    3.4 岩爆与围岩节理裂隙发育状况的关系
    3.5 岩爆与围岩地下水状况的关系
    3.6 岩爆沿洞轴线的分布规律
    3.7 洞线横断面上的岩爆分布规律
    3.8 岩爆与地应力场、上覆岩体厚度的关系
    3.9 岩爆空间分布反映的地应力状况
第4章 岩爆岩石断口形貌及微观机制研究
    4.1 岩爆岩石断口电镜扫描实验
        4.1.1 样品选取与备制
        4.1.2 实验设备及实验过程
    4.2 实验结果及断口微观形貌分析
    4.3 岩爆岩石微观断裂机理分析
    4.4 岩爆岩石的微观破坏力学分析
    4.5 秦岭隧洞岩爆微观机制分析
第5章 岩爆机理的数值模拟研究
    5.1 模型建立和网格化处理
    5.2 计算工况
    5.3 本构模型及相关参数
    5.4 初始条件和边界条件
    5.5 各个工况数值模拟结果分析
        5.5.1 工况一(埋深730m)
        5.5.2 工况二(埋深1038m)
        5.5.3 工况三(埋深1440m)
    5.6 不同埋深下岩爆破坏分析
    5.7 岩爆发生过程分析
结论
致谢
参考文献
附录 1
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]岩爆特性PFC3D数值模拟试验研究[J]. 王延可,李天斌,陈国庆,孟陆波,刘梁,陈子全.  现代隧道技术. 2013(04)
[2]节理岩体隧道围岩稳定性离散元数值模拟[J]. 刘世超.  四川建筑. 2012(01)
[3]卸载岩爆试验及PFC3D数值模拟研究[J]. 吴顺川,周喻,高斌.  岩石力学与工程学报. 2010(S2)
[4]花岗岩应变岩爆声发射特征及微观断裂机制[J]. 苗金丽,何满潮,李德建,曾凡江,张茜.  岩石力学与工程学报. 2009(08)
[5]岩爆等级判定的距离判别分析方法及应用[J]. 王吉亮,陈剑平,杨静,阙金声.  岩土力学. 2009(07)
[6]模糊概率模型在岩爆烈度分级预测中的应用[J]. 刘章军,袁秋平,李建林.  岩石力学与工程学报. 2008(S1)
[7]瀑布沟水电站地下厂房开挖过程中岩爆应力状态的数值模拟[J]. 许博,谢和平,涂扬举.  岩石力学与工程学报. 2007(S1)
[8]电站隧洞岩爆岩石的微观破坏力学机制分析[J]. 李育枢,郑建国,李天斌.  水力发电. 2006(08)
[9]长大隧道岩爆灾害研究进展[J]. 徐则民,黄润秋,范柱国,吴培关.  自然灾害学报. 2004(02)
[10]高地应力与岩爆有关问题的研究现状[J]. 徐林生,唐伯明,慕长春,杨君,蒙华.  公路交通技术. 2002(04)

硕士论文
[1]引汉济渭秦岭深埋特长隧洞高地应力与岩爆关系研究[D]. 王朋.西南交通大学 2014



本文编号：3689207