大相岭深埋隧道围岩稳定性及岩爆段快速施工研究

摘要

本论文结合交通部西部交通建设科技项目“大相岭隧道岩爆及大变形预测及防治技术研究”，采用现场测试、室内试验、理论分析与数值模拟等方法，对四川雅安～泸沽高速公路控制性工程——大相岭大相岭深埋特长隧道岩爆预测、防治及快速施工进行了研究。
　　 众所周知，在高地应力条件下，隧道容易发生岩爆，由于影响岩爆发生的因素众多造成目前还没有一套成熟的理论能够对岩爆进行准确的预测，但是通过对现场的实际调研及测试发现，通过对洞壁的二次应力进行测试基本上能够预测岩爆的发生，因此认为洞壁二次应力法是一种行之有效的岩爆预测方法；通过调研了我国对隧道岩爆防治的各种手段，提出了适合大相岭隧道的岩爆防治方法。
　　 根据隧址区的地质条件及岩石的物理力学参数，建立了相应的力学模型，分析了不同节理倾角条件下，洞壁的应力变化情况及塑性区出现的范围，总结出了大相岭隧道发生岩爆时洞壁还没有屈服，即洞壁岩体还在弹性状态下即发生了岩爆，还利用了FLAC3D建立了三维模型分析了上下台阶法及三台阶法对岩爆的防治有一定的贡献作用。通过考察现阶段我国隧道施工，指出了目前我国隧道设计与施工之间的“距离”，并在此基础之上提出了岩爆地段的快速施工方法，具有较高的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题研究研究的意义及背景

1.2国内外研究现状

1.2.1岩爆现象的认识

1.2.2岩爆发生的机理

1.2.3岩爆发生的条件

1.2.4岩爆的分类

1.2.5岩爆的预测

1.2.6岩爆的防治

1.3目前研究存在的问题

1.4研究的内容及思路

1.4.1研究的内容

1.4.2研究的方法

1.4.3研究的技术路线图

第2章 大相岭隧道区域地质构造及岩爆判据细分

2.1地形地貌

2.2地层岩性

2.3区域构造

2.4高地应力的概念

2.5大相岭隧道复杂区域地应力场

2.6岩爆的类型

2.6.1按岩爆特征分类

2.6.2按岩爆烈度分类

2.6.3按岩爆发生的时间分类

2.7岩爆发生判据的细分

2.7.1基于强度理论的应力指标

2.7.2基于物理力学特征的岩性指标

2.7.3基于能量理论的判据

2.7.4按围岩性质判别岩爆等级

2.8判据中参数的意义及获得的方式

2.8.1岩爆判据中各参数的含义

2.8.2判据中各参数的获得方法

2.9本章小结

第3章 隧址区岩石力学特性试验及现场岩爆预测

3.1岩石的力学特性

3.1.1隧址区流纹岩及安山岩的介绍

3.1.2岩石的单轴压缩变形测试

3.2现场岩爆预测

3.2.1现阶段岩爆预测的方法及优缺点

3.2.2现场预测方法汇总

3.2.2设计阶段隧址岩爆区段的划分

3.2.3施工阶段岩爆预测

3.3本章小结

第4章 高地应力条件下围岩稳定性分析

4.1问题提出

4.2节理条件下考虑时间效应开挖对隧洞的影响

4.2.1岩体与结构面简介

4.2.2计算的基本假设

4.2.3计算软件的选取及模型的建立

4.2.4计算参数的选取

4.2.5计算结果的整理

4.3不同开挖方法对隧洞的影响

4.3.1计算软件的选择

4.3.2 FLAC程序基本原理

4.3.3本构模型分析

4.3.4模型的建立

4.3.5计算参数的选取

4.3.6不同工法条件下的隧道开挖

4.3.7快速施工条件下的理论研究

4.4本章小结

第5章 岩爆区段的快速施工方法

5.1快速施工问题的提出

5.2岩爆防治的综合概述

5.2.1隧道设计中的岩爆防治对策

5.2.2隧道施工中的岩爆防治对策

5.3大相岭隧道岩爆防治设计及施工应对措施

5.3.1轻微岩爆控制设计及施工应对措施

5.3.2中等岩爆控制设计及施工应对措施

5.3.3强烈岩爆控制设计及施工应对措施

5.3.4岩爆防治的补充建议

5.3.5大相岭隧道岩爆段施工安全措施

5.3.6大相岭隧道岩爆段质量控制措施

5.4大相岭隧道岩爆段条件下的快速施工方法

5.4.1隧道施工的特性

5.4.2现阶段我国隧道设计与施工的“距离”

5.4.3岩爆段条件下大相岭隧道快速施工方法的优化

5.5本章小结

结论与展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果