西南地区深埋隧道岩爆、大变形预测分析

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1、圆幽密级：中国科学院大学Universitv．，ofChineseAcademyofSciences硕士学位论文二零一三年五月一苓一二，牛丑月PredictionofRockburstandLargeDeformationinDeepTunnelinSouthwestofChinaByWangKaiyangADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctor／MasterofGeolo

2、gyEngineeringInstituteofGeologyandGeophysicsChineseAcademyofSciencesMay,2013㈣0咖8㈣8¨¨¨¨¨U■■_●眦3呲4㈣2哪Y中国科学院地质与地球物理研究所研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在尚麈至导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得主国型堂随地厦皇地韭物堡婴塞压奠基他教直扭构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明

3、并表示谢意。论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：j2年半签字日期：p杉年5月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解主国科堂院地厦皇丝壁物理硒塞压有关知识产权的规定，研究所有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文及论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅；主国型堂院丝厦皇地壁物堡研塞逝可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文(保密的学位论文在解密后适用本授权书)。保密论文注释：本学位论文属于保密范畴，保密期限年，解密后适用本授权书。聊签名：嬲≯签字日期

4、：矽，多年岁月乎弓王5一．-一．．1年名^、签钉，者砂睹≯文期沦日位字学签致谢致谢时光如水、生命如歌，转眼间已经在中国科学院地质与地球物理研究所学习三年。其间多有勤奋与努力，少有娱乐和休闲，痛并快乐地匆匆走过。回首过去的光景，不禁感慨万千。只因在我不断努力播种的同时，得到了太多师长及朋友的关爱，这一切都给予我无限的力量，让我感到自己被爱、温暖和幸福所包围。感谢我的导师尚彦军研究员。尚老师为人正直、善良、平易近人，治学严谨，知识渊博。专业上，给我莫大的指导、鼓励和支持，为我提供了良好的学习平台，使我在学术上受益匪浅。生活中，尚老师给予我无限的包容和帮助，使我有勇气

5、克服许多困难。无论在学习上还是生活中，尚老师都是我学习的榜样，同时，感谢尚老师对我的知遇之恩，我永远都为成为尚老师的学生而感到无比骄傲。感谢我的父母含辛茹苦养育我二十五年，用自己的双手为我创造良好的生活和学习条件，同时用自己的人格魅力时刻感染着我，我很幸福。感谢我的同门孙元春、吴锋波、林达明、李坤、张巍、何万通。感谢你们对我的包容和帮助，使我在困难时得到热情的支持。这份友情我会永远珍惜。感谢我同级的同窗好友王声星、王定伟、王镇远、郭静芸、李捷、罗璐等同学对我的关爱和支持，给我的科研生活带来很多光鲜和色彩。感谢爱妻万山平对我的爱护和支持，我爱你。感谢所有曾出现在我

6、生命中的朋友，我会好好珍惜。作者王开洋2013年5月摘要随着我国西部大开发基础设施的大规模兴建，越来越多的深埋公路、铁路隧道和水电、矿山地下坑道将要或正在高地应力环境条件下进行修建，围岩大变形的预测与防治已成为地下工程关键技术问题之一。本文以叠溪隧道围岩大变形预测研究为例，通过对隧道围岩中软岩的物理和化学成分测试，岩石为非膨胀岩，预测其将发生挤出型变形；结合场区的地应力实测资料，通过三维数值模拟得出隧道沿线最大主应力分布情况。对详细地质勘察中采集的岩芯进行单轴和三轴力学实验，得到围岩的抗压强度，应用强度应力LLtt每界值法和模糊层次综合评判法，对隧道开挖大变形发

7、生的部位进行综合分析和预测，从而为制定合理的隧道开挖支护方案提供依据。岩爆预测一直是地下工程世界性难题。本文以叠溪隧道工程为例，从岩爆形成的3个条件：岩石岩爆倾向性、岩体完整性和高地应力环境三个方面着手，应用最大储存弹性应变能指标Es和岩石脆性系数B，对深埋隧道区段内可能发生岩爆的石英砂岩、灰岩岩体进行岩爆倾向性分析预测；在地应力测点资料的基础上，采用地质过程动态模拟的有限元分析方法，反演分析隧道工程区岩体地应力场，对隧道高应力区段作出判断；结合现场取样试验结果综合分析隧道围岩的物理力学性质等。在分析和总结前人岩爆预测预报方法的基础上，以综合工程地质分析为基础，

8、详细阐明隧道岩爆发生的条