检索结果-南通市图书馆

作者：钟皓西南交通大学

学位级别：硕士

世界正处于百年未有之大变局，我国对更密集的公路、铁路网的需求更加急切，以为经济的增长求得更加持久的驱动力。为最大程度地节约人力物力，山岭隧道也向着循环进尺长度不断增大的方向发展，且随着西部大开发战略的不断推进，地质条... 详细信息

世界正处于百年未有之大变局，我国对更密集的公路、铁路网的需求更加急切，以为经济的增长求得更加持久的驱动力。为最大程度地节约人力物力，山岭隧道也向着循环进尺长度不断增大的方向发展，且随着西部大开发战略的不断推进，地质条件更加复杂，隧道所面临的高地应力问题逐渐涌现，使爆破施工难度进一步加大。如何在高地应力的条件下，尽量提高施工进尺长度，不仅保证爆破的高效性，同时确保施工安全，已经逐步成为核心问题。　　本文以西部某高海拔隧道为工程背景，通过资料调研、理论分析、数值模拟等方法，较为系统且深入地探究了高地应力条件下长进尺隧道爆破施工的爆破效果及岩体扰动规律，同时提出了控制优化措施，主要研究内容及成果如下：　　（1）基于岩石爆破理论，建立爆破岩体介质的劣化、损伤、破坏的理论模型，对高地应力于爆破应力波的附加作用，以及进尺长度改变于爆破参数的影响性进行研究，论证了二者在爆破过程中对爆破效果起到的决定性作用。　　（2）基于岩体动力学强度理论和材料极限强度准则，建立了基于隧道围岩及衬砌结构的安全速度判据。并且依照既有掘进爆破施工效果评价体系，确立高地应力环境下常用的爆破效果指标参数及评价方法，提出了高地应力爆破效果评判标准。　　（3）结合西部某隧道工程，采用 ANSYS/LS-DYNA 软件建立考虑不同垂直应力大小（15MPa、30MPa、45MPa）、不同侧压力系数（0.5、1.0、1.2、1.5）的隧道周边眼爆破计算模型，对高地应力条件下隧道周边眼起爆进行全过程模拟，探究地应力对隧道爆破效果及围岩扰动的影响规律，基于超欠挖、半边眼痕率等爆破效果评判标准、以及应力及振速安全评判依据，揭示了不同地应力条件下光爆效果的差异及发展规律，提出了高地应力作用下爆破造成的围岩损伤范围分区及其变化特征。　　（4）结合西部某隧道三台阶法施工，采用 ANSYS/LS-DYNA 软件建立不同循环进尺长度（1.3m、1.8m、2.3m、2.8m）隧道掏槽眼爆破计算模型，并结合侧压力系数（1.0、1.5）的改变，对掏槽孔起爆进行全过程模拟，探究循环进尺对隧道爆破的影响规律，基于围岩破碎评价参数及振速、应力响应，揭示了循环进尺长度改变对爆破效果起到的控制性作用，明确了近接隧道重点监测部位，提出了土体结构扰动区域分布及其变化规律。　　（5）针对爆后多欠挖、围岩破碎分布不均、洞周岩体内部产生的高振速等情况，利用ANSYS/LS-DYNA分别建立周边眼、掏槽斜眼、减振孔动力学有限元模型，揭示了不同爆破参数影响下，爆后的断面形式、围岩破碎、应力波传递的变化规律，明确了上述结构优化在改善高地应力条件下爆破施工中的高效性，以期为提高施工效率提供一定的参考。

关键词：隧道施工钻爆法长进尺开挖爆破工艺参数优化高地应力环境

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高地应力作用下渭武高速木寨岭隧道围岩大变形灾变预测分析研究

引用

地质力学学报 2023年第6期29卷 786-800页

作者：范玉璐曹佳文余顺丰成君张鹏孟静戚帮申王惠卿中国地质科学院地质力学研究所北京100081 北京市勘察设计研究院有限公司北京100038 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 中国地质调查局北京100037 北京特种工程设计研究院北京100028 中国地质环境监测院北京100081

为解决在建渭武高速木寨岭隧道施工过程中遇到的高地应力环境下软岩大变形问题,基于工程区已有地应力实测数据,利用ANSYS有限元软件建立三维地质模型,反演工程区地应力场,并结合Hoek围岩变形预测公式计算分析隧道围岩的变形量。结果表明... 详细信息

为解决在建渭武高速木寨岭隧道施工过程中遇到的高地应力环境下软岩大变形问题,基于工程区已有地应力实测数据,利用ANSYS有限元软件建立三维地质模型,反演工程区地应力场,并结合Hoek围岩变形预测公式计算分析隧道围岩的变形量。结果表明:工程区的地应力场主要受断裂控制,其次还受到岩体强度和地形的双重影响,强构造变形区的水平主应力值普遍低于弱构造变形区,沿隧道轴线三向主应力大小关系为最大水平主应力(S_H)>最小水平主应力(S_h)>垂直应力(S_V),强构造变形区最大水平主应力值在G8区段最大,而在G6区段和G11区段最小;弱构造变形区的水平主应力值自G12区段开始逐渐增大,直至G14中段开始因埋深减小而逐渐降低。沿隧道轴线最大水平主应力方向总体为北东向,而在断裂间挤压构造带多偏转为北东东—近东西向。高速公路隧道围岩变形受岩体强度和地应力场的双重影响,其中,岩体强度占主导作用,围岩变形量主要集中在20~80 cm范围内,变形等级以中等和强烈为主。

关键词：木寨岭隧道高地应力环境围岩大变形地应力场反演隧道稳定性

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