软岩长大引水隧洞围岩稳定性评价及大变形预测研究

【摘要】：本文在阐明引水隧洞区域地质环境及工程地质条件的基础上，首先对隧洞全线进行了合理的工程地质分段和围岩质量评价，在此基础上采用数值模拟方法对隧洞开挖支护前后的稳定性进行了分析，最后对隧洞围岩的大变形问题进行预测。论文取得的主要成果如下：(1)在对研究区区域地质环境和工程地质条件进行详细论证的基础上，坚持以工程地质条件的差异为基本原则，对隧洞全线进行了合理的工程地质分段，并对各段的地质条件进行了评价。(2)在综述隧洞围岩分类的基础上，针对高坪铺引水隧洞工程的特点采用《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)中推荐的围岩工程地质分类方法对高坪铺引水隧洞进行了合理的围岩分类。(3)分别采用二维数值模拟和三维数值模拟方法对隧洞各个工程地质段典型剖面和深埋地段的围岩进行了稳定性分析。数值模拟结果表明：隧洞开挖后，隧洞围岩出现了不同程度的应力重分布，围岩位移较大，塑性破坏区分布范围也较大。喷锚联合支护后，围岩位移大大减小，塑性破坏区范围也明显减少，隧洞围岩整体处于稳定状态。(4)运用地质综合分析预测和切向应变预测两种预测方法对高坪铺引水隧洞的大变形问题进行了预测，预测结果认为，高坪铺引水隧洞在深切沟谷发育位置和深埋洞段可能会出现围岩大变形问题。 【关键词】：引水隧洞 岩体质量 稳定性 数值模拟 大变形预测
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TV223.1;TV221.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 前言8-23
• 1.1 选题依据及研究意义8-11
• 1.2 国内外研究现状11-21
• 1.2.1 隧道围岩岩体质量分类研究现状11-13
• 1.2.2 隧道围岩稳定性研究现状13-16
• 1.2.3 软岩及软岩大变形预测研究现状16-21
• 1.3 研究内容与技术路线21-23
• 1.3.1 主要研究内容21-22
• 1.3.2 研究思路和技术路线22-23
• 第2章 研究区区域及工程区地质条件研究23-32
• 2.1 区域地质环境23-26
• 2.1.1 区域地质构造特征23-25
• 2.1.2 新构造运动及地震25-26
• 2.1.3 区域应力场特征26
• 2.2 工程地质条件26-32
• 2.2.1 地形地貌26-27
• 2.2.2 地层岩性27-28
• 2.2.3 地质构造28-29
• 2.2.4 水文地质条件29
• 2.2.5 岩体物理力学特征29-32
• 第3章 隧洞沿线工程地质分段及围岩质量评价32-50
• 3.1 工程地质分段的目的及原则32
• 3.2 工程地质分段考虑的主要因素32
• 3.3 隧洞工程地质分段及各段基本特征32-41
• 3.3.1 金骨头—上闸址段33-34
• 3.3.2 上闸址—胜利坝段34-36
• 3.3.3 胜利坝—李氏沟段36-38
• 3.3.4 李氏沟—大梁上段38-40
• 3.3.5 大梁上—任家坝段40-41
• 3.4 隧洞围岩质量分段评价41-50
• 3.4.1 水电工程地下洞室围岩质量分类方法42-44
• 3.4.2 引水隧洞围岩分类各项指标的取值方式与评分标准44-45
• 3.4.3 引水隧洞围岩分类45-49
• 3.4.4 引水隧洞围岩质量总体评价49-50
• 第4章 隧洞围岩稳定性的二维数值模拟研究50-64
• 4.1 计算模型的建立及参数取值50-52
• 4.1.1 计算剖面的选择50
• 4.1.2 计算模型的建立50-52
• 4.1.3 计算参数的取值52
• 4.2 计算结果分析52-64
• 4.2.1 应力场特征分析52-59
• 4.2.2 位移特征分析59-61
• 4.2.3 塑性破坏区特征分析61-64
• 第5章 引水隧洞围岩稳定性的三维数值模拟研究64-72
• 5.1 FLAC基本原理及特点64-67
• 5.2 计算模型的建立及参数取值67-68
• 5.2.1 模型的建立67
• 5.2.2 模型的计算参数67-68
• 5.3 计算结果分析68-72
• 5.3.1 应力场特征分析68-70
• 5.3.2 位移特征分析70-71
• 5.3.3 塑性破坏区特征分析71-72
• 第6章 引水隧洞围岩大变形预测研究72-79
• 6.1 围岩大变形的定义72
• 6.2 围岩大变形的发生条件72-74
• 6.2.1 围岩大变形的岩性条件73
• 6.2.2 围岩大变形的环境条件73
• 6.2.3 围岩大变形的约束条件73-74
• 6.3 引水隧洞围岩大变形预测74-79
• 6.3.1 地质综合分析预测74
• 6.3.2 切向应变预测74-79
• 第7章 结论与建议79-81
• 7.1 主要结论79-80
• 7.2 几点建议80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-83

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