阳灵隧道充填岩溶区围岩塌方机理与防控技术研究

《阳灵隧道充填岩溶区围岩塌方机理与防控技术研究》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、硕士学位论文阳灵隧道充填岩溶区围岩塌方机理与防控技术研究StudyonMechanismandControlTechnologiesofYanglingTunnelSurroundingRockCollapseinFillingKarst作者：冉军林导师：韩立军教授蔚立元副教授中国矿业大学二○一五年五月中图分类号U452学校代码10290UDC624密级公开中国矿业大学硕士学位论文阳灵隧道充填岩溶区围岩塌方机理与防控技术研究StudyonMechanismandControlTechnologiesofYanglingT

2、unnelSurroundingRockCollapseinFillingKarst作者冉军林导师韩立军教授蔚立元副教授申请学位工学硕士培养单位力学与建筑工程学院学科专业岩土工程研究方向隧道与地下工程答辩委员会主席蒋斌松评阅人朱珍德李元海二○一五年五月论文审阅认定书研究生冉军林规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢

3、秉承“好学力行、求实创新、艰苦奋斗、自强不息”的精神，几经彷徨求索，论文终得以完成。值此本文完成之际，谨向所有关心和帮助我的人表示最诚挚的感谢与最美好的祝福。本文是在第一导师韩立军教授和第二导师蔚立元副教授的悉心指导之下完成的，从选题到撰写成文，几经修改，每个环节均是在导师的指导下完成的，倾注了导师们大量的心血与智慧。求学三载，收获颇丰，两位导师渊博的专业知识，前瞻的学术思想，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。在此表示忠心的感谢与真挚的祝福!感谢李元海教授、

4、靖洪文教授、杨圣奇教授、王迎超副教授等在论文选题时给出了许多宝贵的意见和建议，为论文的顺利进行提供了帮助，在此表示衷心的感谢！感谢宜兴阳灵隧道项目部领导与工程技术人员在工程实践期间给予的帮助与支持，为本论文的顺利完成奠定了坚实基础，在此一并表示感谢!感谢孟庆彬老师在论文写作中给予的指导和建议，在此表示感谢!感谢课题组同门在学习和生活中给予的关心和帮助，陪我度过了这段最难忘的时光！感谢风雨同舟的土七人，是你们绿化了我的求学之路，让我收获无数激情与欢乐，在此由衷表示感谢！感谢父母兄嫂，感谢你们多年无私奉献、默默支持与适时激励

5、，才让我取得今天的成绩，在此衷心的祝福你们身体健康、工作顺利，我当艰苦奋斗、自强不息以回报你们的恩情。谨以此文献给所有关注过和关注着我的人，祝愿你们心想事成，万事如意！摘要我国可溶岩地层广泛分布，特殊的赋存环境与地质营力作用形成了具有独特物理力学特性的充填岩溶地质。由于充填岩溶地质研究中存在一系列问题与工程地质灾害的特殊性，目前对充填岩溶区围岩塌方机理相关研究涉及较少。随着隧道工程在岩溶区大规模修建，充填岩溶区围岩塌方灾害与防控问题日益突出，亟需开展充填岩溶区围岩塌方机理与防控技术研究，为充填岩溶区隧道建设与运营提供理论

6、依据和技术支持。本文以阳灵隧道充填岩溶地质为研究对象，综合运用数值模拟、理论分析、现场实测等技术手段，研究了充填岩溶体不同规模、不同空间位置状态下及不同力学参数条件下围岩塑性区规模发展分布特性，揭示了充填岩溶区围岩突变式塌方与渐进式塌方机理，针对两种灾变模式研究了充填岩溶区围岩塌方防控技术。论文主要研究成果如下：（1）结合阳灵隧道区域工程地质与水文地质，分析了岩溶发育条件，运用地质理论研究了阳灵隧道岩溶赋存特征；结合地质力学及隧道施工力学分析了充填岩溶区围岩塌方影响因素，采用层次分析法确定了充填岩溶区围岩塌方主要影响因素

7、，在此基础上运用正交试验方法得到了充填岩溶区围岩塌方主要影响因素的显著性。3D（2）基于充填岩溶体赋存特征及其对隧道围岩稳定性影响显著性分析，建立FLAC数值模型研究了充填岩溶区围岩位移、应力及塑性区发展分布规律，揭示了充填岩溶区突变式塌方与渐进式塌方两类围岩破坏失稳机理。（3）基于突变理论研究了突变式塌方机理，构建了关键岩层的尖点突变模型，导出了关键岩层失稳破坏的力学判据，揭示了突变式塌方围岩位移与塑性区体积的突跳性、滞后性及多模态特性，并结合薄板理论与经典强度理论导出了最小关键岩层厚度经验公式。（4）采用控制变量法研

8、究了渐进式塌方机理，分析了渐进式塌方围岩位移、应力及塑性区发展分布规律，揭示其渐进破坏与滞后性特性；归纳了充填岩溶体与断层两因素对渐进式塌方规模三种控制状态。（5）基于充填岩溶体赋存特征与塌方机理，研究了充填岩溶区围岩塌方防控技术，针对突变式塌方提出了不良地质体定位和岩体加固与超前支护技术，针对渐进式塌方提出了不良地