邻近富水坑道对隧道围岩稳定性影响研究

《邻近富水坑道对隧道围岩稳定性影响研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级：公开中图分类号：U459硕士学位论文邻近富水坑道对隧道围岩稳定性影响研究研究生：胡志鹏导师：王志斌讲师学科：土木工程研究方向：岩土工程2018年6月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterStudyonStabilityofSurroundingRockofTunnelNearWater-richGalleryCandidate：HuZhipengSupervisorandRank：Lecturer,WangZhibin邻近富水坑道对隧道围岩稳定性影响研究学位类型学术型学位作者姓名胡志鹏作者学号15010202027学科（专业学位类别)土木工

2、程研究方向（专业领域)岩土工程导师姓名及职称王志斌讲师实践导师姓名及职称王志斌讲师所在学院土木工程学院论文提交日期2018年6月学位论文原创性声明本人郑重声明：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。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书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

3、被查阅和借阅。本人授权湖南科技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。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着国家西南部大开发战略方案的施行，高速公路与铁路得到空前的发展，隧道成为穿越山岭的主要选择。我国也是一个能源大国，资源被大肆和无序开采，留下大量的富水坑道。在资源丰富的区域，因为各种原因，导致隧道不可避免地穿越邻近既有富水坑道地段及其影响区。隧道开挖时极易引起突泥、突水，甚至发生坍塌、冒顶等工程事故，对施工安全、施工进度及施工成本影响巨大，因此深入研究邻近富水坑道

4、对隧道围岩稳定性影响具有重大意义。本文以贵州省毕镇高速公路水箐隧道为工程依托，采用前期地勘资料与现场工程补充勘察对富水坑道与水箐隧道空间相对位置进行推断分析，在此基础上对水箐隧道进行现场测试及现场工况数值模拟，得出水箐隧道受上覆富水坑道的影响范围及大小；继而开展室内模型试验、数值仿真、理论分析工作，进一步探求邻近富水坑道对隧道围岩稳定性影响的一般规律，研究主要内容有：（1）采用现场地质调查、高密度电法及TSP探测三种方法，对水箐隧道进口浅埋段进行现场工程补充勘察，以确定富水坑道大致位置，并有针对性地布置钻孔，准确确定了富水坑道与水箐隧道空间位置与规模。表明对富水坑道进行探测时，“

5、现场地质调查+高密度电法+TSP探测”能取得较好的效果。（2）在推断富水坑道与水箐隧道空间位置的基础上，进行水箐隧道现场测试及现场工况数值模拟，得出水箐隧道在ZK15+604.5处开始受到上覆富水坑道的影响，到ZK15+639.5处影响基本结束；ZK15+604.5~ZK15+639.5区段拱顶下沉明显，最大沉降量为32.01mm，相对于不受影响区段，此区段拱顶最大累计沉降增长58.3%。现场测试与数值模拟结果差别较小，同时也证明了数值模拟的可行性。（3）开展室内隧道模型试验对隧道邻近无坑道、上覆富水坑道、斜上方45°富水坑道3类工况进行研究，通过改变富水坑道与隧道的相对距离，探

6、讨了邻近富水坑道对隧道围岩稳定性的影响规律，得出了富水坑道对隧道围岩影响分区表。3D（4）通过FLAC数值分析软件对隧道邻近无坑道、上覆富水坑道、斜上方45°富水坑道、水平平行富水坑道、斜下方45°富水坑道、下伏富水坑道等6类工况进行数值模拟，得出各类工况下围岩的相对应力与变形大小，划分了邻近富水坑道对隧道围岩影响的分区图。将数值模拟和室内试验结果对比，二者结论相似，从而验证了数值模拟的可行性。（5）基于极限分析上限法，通过引入非线性的H-B破坏准则，构建了浅埋隧道掌子面主动二维多块体的破坏机制。通过虚功原理获得各部分功率，建立功率平衡方程得出包含安全厚度C的隐函数，通过matl

7、ab的Fmincon函数对C进行优化求解，获取在不同影响因素作用下安全厚度C的最优上限解。进而探究了三角块体的数量n、隧道尺i寸D、水压力ζw、地质强度指标GSI对安全厚度的影响规律。关键词；富水坑道；围岩稳定性；现场测试；室内试验；数值仿真；极限分析iiAbstractWiththeimplementationoftheNationalSouthwestdevelopmentstrategyplan,highwaysandrailwayshavebeendevelopedunp