桑日—加查河谷段地应力场特征及隧道岩爆预测分析

发布时间：2017-11-01 05:13

  本文关键词：桑日—加查河谷段地应力场特征及隧道岩爆预测分析

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【摘要】：拉萨-林芝铁路线路总体上沿雅鲁藏布江展布,其中桑日-加查峡谷段地形陡峻,不良地质现象发育,铁路选线通常以长大傍山隧道和复合式越岭隧道来躲避重大不良地质条件,在河谷高地应力作用下,隧道施工中经常出现岩爆和大变形等围岩失稳问题,不仅影响施工进度,而且威胁施工人员和设备的安全。因此开展桑日-加查峡谷段河谷地应力场特性研究和河谷高地应力对傍山深埋长大隧道的影响研究,不仅对滇藏铁路修建和运营具有重要的实际意义,而且对西部高山峡谷区其他重大工程建设具有重大的指导意义。本论文研究选择以桑日-加查峡谷段为例,通过现场调研、现场试验、地质力学分析、地应力统计分析、数值模拟等方法,研究构造应力场的演化历史,以及研究区现今应力场基本特征,对河谷高地应力条件下的隧道开挖进行岩爆预测研究,具体内容和取得的成果如下:(1)通过对野外地质资料的分析论证,深入认识了研究区地形地貌、地层岩性、地质构造等工程地质条件,对河谷的形成与演化进行了初步分析。(2)对研究区域构造应力场演化进行分析,得到区域第四纪早期构造应力场和现今构造应力场特征,在青藏高原主体部分,最大主压应力方向为北北东,在高原北、东边缘变化较大,并对实测地应力数据进行统计分析,得到研究区构造应力场以北东-北北东向近水平挤压为主,局部地区出现偏转。(3)对河谷岸坡区岩体结构面进行了详细调查,对主要结构面进行了精细描述和分析,对关键控制性结构面做重点分析,得出该区域内,结构面优势发育方向为192°∠64°、102°∠79°和26°∠43°。(4)通过收集大量的地应力实测资料,分析了研究区的实测地应力的应力方向的分布规律。研究了区域地壳浅层实测地应力随埋深的变化规律,建立了研究区垂向应力σv、最大水平主应力σH、最小水平主应力σh随埋深的散点分布图,并进行了相应的统计分析。(5)分析河谷演化史,概化河谷下切方式和期次,建立研究区三维地质模型,利用FLAC3D数值计算软件,以地应力实测资料为依据,对研究区域初始地应力场进行了反演分析,查明了雅鲁藏布江桑日-加查峡谷段河谷应力场的应力分布特征。(6)在隧址区工程地质调查和勘探的基础上,结合河谷高地应力场的分析研究,用数值模拟研究高地应力对隧道工程的影响,分析隧道开挖后的二次应力场,评价隧道发生岩爆的可能性,并提出有效的防治措施。
【关键词】：地应力场 河谷演化 地应力统计 数值模拟 反演 岩爆
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U456.3
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 第1章 前言10-20
• 1.1 选题依据及研究义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 地应力场方面的研究11-14
• 1.2.2 岩爆问题的研究14-17
• 1.3 主要研究内容与技术路线17-20
• 1.3.1 主要研究内容17-18
• 1.3.2 研究思路及技术路线18-20
• 第2章 桑日-加查河谷段区域地质环境条件20-33
• 2.1 区域地质环境20
• 2.2 地形地貌20-22
• 2.3 地层岩性22-27
• 2.4 地质构造27-30
• 2.5 水文地质条件30-31
• 2.6 地震31-33
• 第3章 桑日-加查河谷段地应力场特征33-54
• 3.1 区域构造演化过程33-34
• 3.2 区域构造应力场演化特征34-39
• 3.2.1 第四纪早期构造应力场34-35
• 3.2.2 区域现今构造应力场35-39
• 3.2.3 动力学演化机制39
• 3.3 河谷发育演化39-40
• 3.4 岸坡岩体结构发育特征40-49
• 3.4.1 岸坡岩体结构面调查40-48
• 3.4.2 采用共轭剪节理判别主应力48-49
• 3.5 实测地应力数据的统计分析49-53
• 3.5.1 实测地应力资料的收集49
• 3.5.2 研究区最大水平主应力方向的总体特征49-50
• 3.5.3 垂直应力随埋深分布规律50-51
• 3.5.4 最大水平主应力随埋深分布规律51-52
• 3.5.5 最小水平主应力随埋深分布规律52-53
• 3.6 小结53-54
• 第4章 桑日-加查河谷段初始地应力场数值模拟54-71
• 4.1 概述54-55
• 4.2 模拟思路和计算模型55-59
• 4.2.1 地质模型概划55-56
• 4.2.2 河谷下切方式与期次概划56-57
• 4.2.3 计算模型57-58
• 4.2.4 边界条件的确定58
• 4.2.5 岩体物理力学参数取值58-59
• 4.3 实测地应力59-60
• 4.4 计算结果评价60
• 4.5 地应力场特征分析60-69
• 4.5.1 河谷应力场演化过程分析60-63
• 4.5.2 地应力场总体分布特征63-69
• 4.6 小结69-71
• 第5章 巴玉隧道高地应力及岩爆预测分析71-85
• 5.1 工程概况及工程区地质条件71-73
• 5.2 巴玉隧道高地应力判别73-76
• 5.2.1 高地应力的定义73-74
• 5.2.2 巴玉隧道高地应力预测分析74-76
• 5.3 巴玉隧道岩爆的预测分析76-83
• 5.3.1 计算模型76-78
• 5.3.2 岩体物理力学参数取值78-80
• 5.3.3 计算结果分析80-83
• 5.4 岩爆防治措施83-84
• 5.5 小结84-85
• 结论85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-93
• 攻读学位期间取得学术成果93

【参考文献】

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本文编号：1125388