锦屏水电站辅助洞突水、突泥机理及预测预报研究

摘要

岩溶深埋长隧道工程建设中不良工程地质条件，特别是隧道突水、突泥，对隧道施工安全、工程质量、结构稳定具有重要的控制作用，也往往是岩溶长隧道工程建设的控制性因素。本文结合锦屏水电站辅助洞工程地质研究，从岩溶隧道突水、突泥产生的条件，隧道突水、突泥的机理及其预测预报三个方面对岩溶深埋隧道工程进行了研究。 首先，文章论述了锦屏辅助洞地形地貌、地层岩性、地质构造条件；分析了锦屏辅助洞通过段的地层岩性特征、地质构造特征、水文地质特征；总结了辅助洞通过区可溶岩分布范围，隧道周围存在蓄水构造、岩溶的发育、地下岩溶管道畅通特性；并对锦屏水电站辅助洞可能产生突水、突泥的区段进行了分析。 其次，详细论述了锦屏辅助洞地下水赋存运移条件，突水、突泥的特征，分析了辅助洞大流量突水、突泥的情况和规律性，应用力学原理研究了岩溶突水中的水力劈裂作用，并给出了水力劈裂的参考公式。对辅助洞典型的突水、突泥破坏性进行分析，计算结果与实际情况基本吻合。 最后，论文概括总结了岩溶隧道工程传统地质预测预报方法及各自的特点。利用Matlab-ANN(BP神经网络)较强的非线性特性，并主要就BP神经网络这一特性对锦屏水电站辅助洞岩溶突水、突泥预测预报进行了分析，经过学习后的BP网络能够比较正确的识别样本，利用前期地质勘探相关各项指标，一旦评价模型建成并学习样本训练完毕，对预测样本的评价则表现出非常的简单、快速和高效，因此，作者认为：基于MATLAB神经网络工具箱的BP网络模型是解决隧道突水、突泥这类地质灾害预测问题的一种相对有效手段。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2岩溶隧道突水、突泥的危害

1.3国内外研究现状

1.4本文研究的思路、主要内容及技术路线

第2章锦屏二级水电站工程区工程地质条件

2.1工程地理相对位置及交通

2.2工程区域地质条件

2.2.1地形、地貌条件

2.2.2气象、水文

2.2.3地层岩性

2.2.4地质构造

2.3地应力条件

2.4工程区岩溶水文地质特征

2.4.1岩溶水动态、均衡及三维渗流场分析

2.4.2各水文地质单元的补迳排特征

2.5辅助洞可能产生突水、突泥地质条件分析

2.6本章小结

第3章锦屏水电站辅助洞突水、突泥机理研究

3.1岩溶隧道突水、突泥概述

3.2锦屏水电站辅助洞地下水赋存、运移特征

3.2.1东端地下水赋存、运移特征

3.2.2西端隧洞地下水赋存运移特征

3.3锦屏辅助洞突水、突泥分析

3.3.1辅助洞突水、突泥特征及规律性

3.3.2辅助洞突水、突泥力学机理研究

3.4本章小结

第4章岩溶隧道突水、突泥预测预报研究

4.1岩溶隧道工程地质预测预报方法概述

4.2 Matlab-ANN(BP网络)预报方法分析

4.2.1BP网络的基本原理

4.2.2 Matlab-BP神经网络的设计分析

4.3 Matlab-BP神经网络在辅助洞突水、突泥预测中的应用

4.3.1辅助洞突水、突泥参数的选取

4.3.2辅助洞突水、突泥评价

4.3.3辅助洞突水、突泥地质预测预报综合评价

4.4本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文