南水北调西线麻尔曲—阿柯河特长深埋隧道岩爆灾害预测及其对工程影响论文

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1、中国地质科学院博士学位论文摘要本论文是在对前人的研究成果进行充分收集、分析总结的基础上，通过野外地质调查、现场地应力测试、室内岩石物理力学性质的测定，进而运用Ansys软件对隧道工程区的重点地段进行了三维有限元数值模拟，分析预测了南水北调西线麻尔曲一阿柯河深埋长隧道岩爆灾害。通过近两年的调查研究，着重在以下方面展开了工作：(1)对工程区的地层、地形、地貌、工程地质及活动断裂的展布进行调查；(2)采用水压致裂地应力测量方法对麻尔曲一阿柯河深埋特长隧道工程区进行地应力测试，得出了现今地应力分布规律和作用特征。(3)现场采集典型岩石标本，进行不同类型岩石的物理力学性质测试

2、，测定各种岩石的物理力学参数；(4)对岩、土体进行分类：特别是砂、板岩体及砂板岩互层岩体的结构面特征。(5)利用应力场三维有限元数值模拟方法对工程区的重点地段现今地应力场进行模拟、综合分析研究。(6)在此基础上，对深埋长隧道施工中可能出现的岩爆灾害进行分析预测，进而提出防治措施和建设性意见。通过以上所做工作取得了以下工作进展和认识：1．本论文是以南水北调西线麻尔曲．阿柯河特长深埋隧道可能出现的岩爆灾害预测为主要研究对象；在野外地质调查的基础上，结合地应力的现场实测，多种形式的岩石力学试验研究和三维、二维有限元数值模拟，综合分析评价了隧道工程区地应力和隧道沿线围岩应力

3、的分布规律，并在此基础上根据已有的国内外多种岩爆判别准则，对隧道开挖岩爆发生的部位和等级进行综合分析和预测，从而为合理制定隧道的开挖设计和施工、支护方案及具体的防治措施提供依据。2．通过野外工程地质调查得知，隧道工程区岩石主要为浅变质的砂岩和板岩，砂岩主要为中厚层．厚层状结构；板岩主要为薄层状结构。根据现场回弹初步测定，线路区弱风化砂岩单轴抗压强度一般在41MPa～128MPa之间；弱．微风化板岩单轴抗压强度一般在21～95MPa之间，大部分板岩属于中等坚硬岩，少部分为坚硬岩和较软岩。3．通过隧道工程区实地原岩地应力的测试，对工程区应力场有了一个全面的认识：工程区地

4、应力场以水平主应力为主，测孔水平地应力值与垂直应力值之比较高，即s。>S。>S。反映了该区为逆断层型应力状态；巴颜喀拉山两侧的地应力状态完全不同，表中国地质科学院博士学位论文fbllo^vs：TheVerticalprincipalstresso2ishighattu衄el，stopandnooLThemaxim啪principals订essValueiso2=34．7MPaattlle仙mel’stop．Theverticalprincipalstresso2islowatnⅡl眦l’smiddle．o3isthehorizomalp—ncipals吮ss．o3i

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