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文檔簡介
1、本論文結(jié)合交通部西部交通建設(shè)科技項目“大相嶺泥巴山深埋特長隧道關(guān)鍵技術(shù)研究”。采用現(xiàn)場測繪、室內(nèi)外試驗、理論分析與數(shù)值模擬等方法,對四川雅安~瀘沽高速公路的控制性工程——大相嶺泥巴山深埋特長隧道的重大巖體工程問題進行了深入研究,主要的研究內(nèi)容及在導(dǎo)師和課題組的提示和啟發(fā)下獲得的成果如下:
(1)通過收集分析泥巴山地區(qū)現(xiàn)有基礎(chǔ)地質(zhì)資料、勘探測試資料和現(xiàn)場詳細(xì)調(diào)繪,弄清了隧址區(qū)的工程地質(zhì)環(huán)境,結(jié)果表明:隧道所穿過的大相嶺背斜并
2、非為倒轉(zhuǎn)的背斜,而是一似“箱”形構(gòu)造模式;隧址區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件極為復(fù)雜,巖性種類多,空間分布多變,現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力量值較大,不同規(guī)模與期次的褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造發(fā)育并疊加改造。因構(gòu)造影響,巖體破碎及結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
(2)利用單軸壓縮試驗、單軸拉伸試驗、常規(guī)三軸壓縮試驗以及卸圍壓試驗對隧址區(qū)主要巖石進行了巖石力學(xué)試驗,結(jié)果表明:完整巖石強度較高,單軸抗壓強度最高達250MPa,巖石強度明顯受微裂隙影響,微裂隙發(fā)育的巖石單軸抗壓強度最低為
3、20MPa左右,一般在70~100MPa;巖石單軸抗壓強度有隨埋深而增加的趨勢;巖石三軸壓縮變形及強度受加載路徑的明顯影響。
(3)采用現(xiàn)場鉆孔水壓致裂測試法、室內(nèi)Kaiser效應(yīng)測試法和震源機制解對泥巴山隧址區(qū)初始地應(yīng)力進行了測試及分析,結(jié)果表明:地應(yīng)力值隨深度呈近似線性增加,隧道高程附近最大主應(yīng)力量值40~45MPa;整體趨勢為埋深約0~300m段垂直向地應(yīng)力小于兩個水平向地應(yīng)力,約300~850m段垂直地應(yīng)力介于兩個
4、水平向主應(yīng)力之間,大于850m時,垂直應(yīng)力大于兩個水平向主應(yīng)力,其中最大水平主應(yīng)力總體方向為N55°W,與隧道軸線整體方向N47°E近垂直。
(4)根據(jù)現(xiàn)場測試結(jié)果,采用數(shù)值模擬反演分析得到:隧址區(qū)地應(yīng)力場受地形的明顯影響,隧道進、出口應(yīng)力較小,埋深較大的中段地應(yīng)力水平較高,其中最大主應(yīng)力多為30MPa~45MPa,中間主應(yīng)力多為20MPa~30MPa,最小主應(yīng)力為10~20MPa,斷層帶對局部地應(yīng)力場大小及方向有顯著影響
5、。
(5)以現(xiàn)場實測地應(yīng)力及室內(nèi)巖石試驗為基礎(chǔ),根據(jù)傳統(tǒng)能量理論及提出的巖爆潛指數(shù)法、改進的強度理論觀點,采用理論方法及數(shù)值模擬方法,對隧道圍巖巖爆危險性進行了定性及定量的預(yù)測分析。結(jié)果表明,泥巴山隧道圍巖存在巖爆危險的洞段長度約占整個洞長的29%,其中弱巖爆危險洞段長度約占20%,中等程度巖爆危險的洞段長度約占7%,強烈?guī)r爆危險的洞段長度約占2%,因巖性分布及巖體結(jié)構(gòu)的差異性,產(chǎn)生巖爆洞段不連續(xù),沿隧道呈帶狀分布。
6、> (6)將交通隧道大變形界定為隧道變形非脆性破壞的變形量超出了規(guī)范規(guī)定的預(yù)留變形量,根據(jù)Ⅲ級圍巖標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)隧道邊壁的相對變形量Db≥0.013時,定義為大變形。利用巖體力學(xué)理論和數(shù)值模擬分別計算預(yù)測隧道典型斷面的相對變形量,結(jié)果表明,斷層帶及其附近圍巖可能產(chǎn)生嚴(yán)重的大變形,個別埋深及寬度大的斷層帶產(chǎn)生大變形程度為嚴(yán)重或極嚴(yán)重;斷層帶圍巖大變形受斷層帶寬度、斷層巖工程特性及結(jié)構(gòu)特征和兩盤巖體工程性質(zhì)影響;斷層帶寬度大于19m洞段,圍
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