浅谈深埋长隧道围岩稳定性分析与研究

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1、分类号：TU457密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文深埋长隧道围岩稳定性分析与研究孙玉宝申请学位级别：硕士学位专业名称：岩土工程指导教师姓名：王渭明职称：教授山东科技大学二零零九年五月论文题目：深埋长隧道围岩稳定性分析与研究作者姓名：孙玉宝入学时间：2006年9月专业名称：岩土工程研究方向：城市与矿山地下工程指导教师：王渭明职称：教授论文提交日期：2009年5月论文答辩日期：2009年6月授予学位日期：ANALYSISANDSTUDYONSURROUNDINGROCKSTABILITYOFDEEP-LYING

2、TUNNELADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFENGINEERINGfromShandongUniversityofScienceandTechnologybySunYubaoSupervisor:ProfessorWangWeimingCollegeofCivilandArchitectureEngineeringMay2009声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，

3、全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofEngineeringinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumentha

4、snotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要本文以位于高地应力区的锦屏二级水电站深埋辅助隧洞为工程背景，针对高地应力作用下深埋长隧道围岩稳定问题开展研究。此类隧道由于埋深大、洞程长、地质条件复杂，在设计和施工中将遭遇诸如高地应力和岩爆等一系列特殊问题，给施工带来安全威胁。分析这些问题的发生原因、影响因素以及形成规律，并进一步作出科学的评价和预测，进而找寻合适的防治措施成为亟待解决的关

5、键问题。为了有效地解决这些问题，为隧道施工提供科学指导，采用现场监测、理论分析和数值模拟相结合的方法进行研究，主要做了以下几方面的工作:1).从影响地下洞室围岩稳定性的因素入手，分析讨论其中几个主要的影响因素；接着分析围岩的变形破坏类型与机理；在这基础上分析洞室开挖过程中的力学性态与围岩失稳判据。2).介绍隧洞区的工程地质条件和围岩详细分类及预设的围岩支护形式。3).依据两种测试手段，对开挖后洞室关键部位的围岩位移、锚杆轴力进行动态跟踪监测。研究开挖过程中顶拱和左右边墙围岩的变形及锚杆轴力的变化规律，提出利于洞室稳定的优

6、化建议。4).建立高地应力作用下隧洞围岩的数值仿真计算模型，首先研究开挖卸荷对围岩变形、应力及塑性区的影响。然后为了尽可能反映隧洞设计、施工的特征，对不同的开挖施工步序(全断面开挖与上下台阶开挖)进行了分析比较。在考虑开挖卸荷的基础上，通过采用地应力释放率，考虑了开挖过程中不同的支护时机对隧洞围岩稳定性的影响，分析比较应力场、位移场、塑性区及锚杆轴力随地应力释放率的变化规律。5).阐述了由高地应力引起的岩爆问题，分析岩爆的产生机理，总结发展应力解除爆破和柔性支护系统组成的岩爆控制措施，得出了一些有益的结论来指导辅助隧洞的

7、设计和施工。关键词:深埋长隧道，高地应力，现场监测，数值模拟，围岩稳定性，岩爆控制山东科技大学硕士学位论文摘要AbstractInthispaper,theauxiliarytunnelinJinpingCascade2HydropowerStation,whichislocatedintheregionabundanceofgeostress,istakenastheengineeringbackground.Thestabilityofsuroundingrockunderhighgeostressisstudied

8、indetail.Becausethesetunnelshavegreatdepth,quietlength,complexgeologicalconditions,aseriesofspecialgeologicalproblemswillbemetintheprocessofdesignandconstructi