文档介绍：长沙理工大学
硕士学位论文
节理层理岩体隧道坍方发生机理、演化过程与处治研究
姓名:龙绪健
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:芮勇勤
20090501
摘要随着交通建设向西南山区的发展,公路和铁路建设不可避免的穿越山区,隧道工程在建设中成为关键工程,而在隧道施工的过程中,经常会遇到复杂的地质条件,由于难以综合、确切的考虑复杂地质条件的作用,在某些不利的条件下隧道容易出现坍方。为了有效避免隧道坍方及降低坍方造成的危害,研究坍方的发生、发展机理显得尤为重要。不同地质条件下坍方产生的机理不同,本论文在系统总结坍方类型以及影响因素的基础上,分别对整体、顺层和局部坍方的发生、发展进行数值模拟分析,并对整体、顺层坍方进行预坍方数值模拟分析以及对局部坍方处治效果进行了数值分析,揭示了不同类型坍方的发生、发展机理,突出了预坍方措施通过对顺层坍方破坏的模型试验研究,并将结果与数值模拟分析相对比,验证数值分析的可靠性。根据现场监控量测数据,运用坍方灰色预测模型,对刘家湾隧道坍方进行了有效的预测分析。本论文的研究从理论上分析不同类型坍方灾害演化机理,丰富了隧道坍方理论,并总结了针对不同类型坍方的有效预坍方及处治措施,对潜在坍方隧道施工具有重要的指导意义。关键词:隧道坍方;数值分析;模型试验;坍方预测;预坍方技术;处治措施在复杂地质条件施工中的重要作用。
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导师签名:/。日作者签名:麦≥绨缸作者签名:苊铭钍日期:知呷年厂月H学位论文版权使用授权书长沙理工大学学位论文原创性声明日期:矽口闟本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊月【口日
缓鼷渤纭U堤⋯~㈣■,其中铁路、公路和水利程所占的比重较大,,特别是随着西部大丌发的加快,隧道在西部交通建设中成为十分重要的关键工程。、改革开放与国防建设起到了极其重要的推动作用。在国内、外的隧道施工皆斐闪斯て谘游蟆⒒瞪韪骰倩怠⑷嗽鄙送觥工程费用增加和施工企业信誉降低等严重后果,一次严重的隧道坍方可使整个工程按期投入使用的计划落空,使施工企业盈亏关系发生逆转,特别是人员伤亡会立即通报全国,给全社会带来恶劣影响。表为隧道坍方实例在隧道施工及运营过程中,坍方是最为常见的典型事故。坍方产生原因复杂,;坍方危害巨大,在一定程度上是隧道乃至整个地下工程琏工对现场施工人员威胁最大、最易产生伤亡的工程事故之一;塌方治理不易,若不根据具体情况对症下药,。若治理不彻底,将会给工程使用安全造成重大隐隧道坍方带来的危害是巨大的,因此有必要对坍方发生、发展机理进行研究,为工程处治措施提供理论依据,并对坍方进行监控预防,有效避免或减少坍方带来的危害和损失。本文通过数值分析慷日奂和模型试验的方法探索隧道坍方的内在原因,使隧道坍方过程得到数值和试验的重现,从力学角度诠释隧道坍方的机理,为工程处治措施提供理论基础,也对处治措施的完善提出指导性的意见和患。建议,从而更好的指导隧道的施工及运营期的维修养护。丧隧坍山实驯!
国内外研究现状坍方产生原因的研究目前,关于塌方产生的原因,国内外的研究均定性地认为与地质因素、设计质现象和地质构造的影响巨大。隧道工程受多变的地质条件影响到地下水、岩溶、断层破碎带、高地应力、岩爆、瓦斯、偏压浅埋,膨胀土等条件,施工难度大,安全性差;而且双线隧道开挖跨度大,开挖跨度可达巫幢馄剑曳浪求高【浚患又芸辈樗郊捌渌芏嘞喙匾蛩氐闹圃迹淼郎杓浦械牡刂士辈樵总结起来有以下一些情况心①隧道穿过断层及其破碎带,一经开挖,潜在应力释放,承压快、因嚣失稳②当通过各种堆积体时,由于结构松散,颗粒间无胶结或胶结差,开挖后引③在挤压破碎带,岩脉穿插带,节理密集带等碎裂结构地层中,岩块间互牙挤压钳制,一经开挖则失稳