地震频发区隧道震害严重区段施工期震害机理与稳定性研究

发布时间：2017-06-25 06:13

  本文关键词：地震频发区隧道震害严重区段施工期震害机理与稳定性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国西部大开发战略的稳步推进和高速铁路建设的大热潮,出现了很多在川西地震频发区修建隧道的情况。长期以来反复的地震严重的破坏了该地区地壳表层岩体的结构,降低了山体的稳定性。岩体在遭受强烈和反复的地震作用后形成了大量震后碎裂岩,这些碎裂岩体结构面发育程度高,层间结合程度差,且分布范围极广,成为制约该区铁路工程建设的关键因素。因此在地震频发区兴建大型铁路隧道工程时,不可避免的要穿越震后碎裂岩,在隧道洞口浅埋段、断层破碎带以及洞口高陡边坡等隧道震害严重区段,震后碎裂岩和频发的地震给隧道安全施工带来了极大的安全隐患。但隧道震害严重区段在施工期支护结构的动力稳定性和安全控制措施上缺乏经验,可借鉴的实例不多,亟待研究完善。本文以在建中的穿越龙门山活动断裂带的成兰高速铁路平安隧道和榴桐寨隧道工程为依托展开相关研究。成兰高速铁路多座隧道围岩为强震后的震后碎裂岩体,岩性为中风化及强风化的千枚岩为主,大小断层较多,围岩破碎,千枚岩遇水软化严重,围岩复杂多变,且地震频发。在隧道施工期,受到震后碎裂岩和频发地震的双重威胁。本文首先分析了震后碎裂岩的基本特性,并对该区震后碎裂岩的隧道围岩等级进行了修正,然后通过数值建模对隧道震害严重区段在地震作用下的动力响应特性进行了研究,并评价了其施工期的安全性。本文的研究方法及研究成果如下：(1)通过大量的文献及震害资料结合成兰高速铁路施工现场情况,分析总结得出了震后碎裂岩的基本特征、分布规律和工程特性,基于震后碎裂岩不同震裂程度的震裂特征划分了岩体震裂等级,并通过BQ值折减建立了震后碎裂岩围岩等级修正方案,最后在依托工程中应用。(2)通过数值模拟,对比分析了震后碎裂岩区高陡边坡在施工期加固前后遭遇不同烈度地震作用下的动力响应规律和稳定性,并采用动力强度折减法评价了高陡边坡在施工期的安全性。(3)通过数值模拟,对比分析了有震后碎裂岩洞口浅埋段隧道和无震后碎裂岩洞口浅埋段隧道在施工期遭遇不同烈度地震作用下的动力响应规律,评价了洞口浅埋段隧道在施工期的安全性。(4)通过数值模拟,对比分析了震后碎裂岩区断层破碎带隧道和普通段隧道在施工期遭遇不同烈度地震作用的动力响应规律,并评价了断层破碎带隧道在施工期的安全性。
【关键词】：地震频发区 震后碎裂岩 高陡边坡 洞口浅埋段 断层破碎带 高速铁路隧道
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U452.28
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 研究现状14-18
• 1.2.1 震后碎裂岩的研究现状14-15
• 1.2.2 高陡边坡的抗震研究现状15-16
• 1.2.3 洞口浅埋段隧道的抗震研究现状16-17
• 1.2.4 断层破碎带隧道的抗震研究现状17-18
• 1.3 主要研究内容及技术路线18-20
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 第二章 震后碎裂岩区隧道围岩等级修正研究和现场地震波监测20-37
• 2.1 引言20
• 2.2 震后碎裂岩的基本特征和工程特性20-22
• 2.2.1 震后碎裂岩的基本特征20-21
• 2.2.2 震后碎裂岩的分布特征21-22
• 2.2.3 震后碎裂岩的工程特性22
• 2.3 震后碎裂岩区隧道围岩等级修正研究22-28
• 2.3.1 震后碎裂岩围岩分级修正方法22-23
• 2.3.2 震后碎裂岩等级划分和围岩等级修正23-27
• 2.3.3 修正分级方法在隧道围岩分级中的应用27-28
• 2.4 施工期现场地震波监测与实验28-35
• 2.4.1 现场地震监测的意义28
• 2.4.2 现场监测内容和测点布置28-29
• 2.4.3 现场监测仪器的选型与安装29-32
• 2.4.4 现场监测实验32-35
• 2.4.5 现场地震监测结果35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 地震频发区高陡边坡施工期的动力稳定性研究37-55
• 3.1 引言37
• 3.2 高陡边坡动力条件下的破坏判断标准37-39
• 3.2.1 强度折减法原理37-38
• 3.2.2 边坡动力条件下的破坏判断标准38-39
• 3.3 高陡边坡加固前动力条件下的稳定性和安全性评价39-48
• 3.3.1 研究工况39-41
• 3.3.2 计算结果分析41-48
• 3.4 高陡边坡加固后动力条件下的稳定性和安全性评价48-52
• 3.4.1 研究工况48-50
• 3.4.2 计算结果分析50-52
• 3.5 高陡边坡加固效果分析52-53
• 3.6 本章小结53-55
• 第四章 地震频发区洞口浅埋段隧道施工期动力响应分析55-68
• 4.1 引言55
• 4.2 初期支护作用下洞口浅埋段隧道动力响应规律55-62
• 4.2.1 研究工况55-57
• 4.2.2 计算结果分析57-62
• 4.3 初支及二衬共同作用下洞口浅埋段隧道动力响应规律62-66
• 4.3.1 研究工况62
• 4.3.2 计算结果分析62-66
• 4.4 本章小结66-68
• 第五章 地震频发区断层破碎带隧道施工期动力响应分析68-84
• 5.1 引言68
• 5.2 初期支护作用下断层破碎带隧道动力响应规律68-78
• 5.2.1 研究工况68-70
• 5.2.2 计算结果分析70-78
• 5.3 初支及二衬共同作用下断层破碎带隧道动力响应规律78-82
• 5.3.1 研究工况78-79
• 5.3.2 计算结果分析79-82
• 5.4 本章小结82-84
• 结论及展望84-86
• 结论84-85
• 展望85-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-92
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目92

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本文编号：481061