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《北京交通大学》 2011年
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大瑞铁路罗家村隧道地质环境与工程稳定性研究

朱超  
【摘要】:地质环境为隧道工程的自然载体,其地质构造、岩土介质、地应力和水文地质等因素不仅控制着工程地质灾害的规模、频率与发育特征,而且直接影响隧址区的地面稳定性、深部稳定性、山体稳定性和围岩稳定性。因此,为了确保隧道工程的稳定,保障工程安全施工,必须就地质环境问题,开展系统而深入的研究。 本文以在建的复杂滇西山区大瑞铁路罗家村隧道工程为依托,采用现场工程地质调查、现场监测和地质探测、理论分析和数值计算等方法,全面、系统地研究了罗家村隧址区的地质断裂、节理分布和工程特征,通过地质分析建立了数值计算模型,模拟计算了隧道进口段在开挖条件下对坡体稳定性的影响,探讨了隧道山体开裂的成因,并针对其地质环境的特殊性制定施工方案确保工程稳定安全。论文的主要研究成果如下: 1.采用节理测线法调查罗家村隧道围岩节理发育特征,统计分析结果表明隧道围岩发育走向NW倾向SW230°,走向NE倾向NW310°及走向NE倾向SE130°的三组优势节理面,其中NW向节理发育极为密集,对隧道围岩危害最大。且无论是从小的尺度范围,还是从大的尺度范围,各组节理面分布都表现出一定程度的等距性和韵律性。 2.通过大量的现场试验和工程实践,得到三维地震波追踪技术探测不同力学机制断层破碎带的经验图谱,提出了三维地震波追踪探测断层破碎带性质的判别准则,在此基础上建立了定量预测围岩质量分级的方法。并配合地质调查,超前水平钻探及红外探水的综合探测方法分析隧道地质环境,研究表明隧址区地质环境极为复杂,断裂构造纵横交错。探测结果与实际开挖情况基本一致,结论准确,可靠度较高。 3.采用有限元强度折减法建立计算模型对隧道施工过程中坡体抗滑稳定状态进行动态模拟,得到的坡体抗滑稳定安全系数的变化曲线表明隧道开挖对坡体稳定性影响较大,在隧道开挖进尺20-45m区段影响最为明显。隧道安全穿越进口段坡体,不会导致坡体的滑移破坏。 4.隧道山体开裂成因综合分析表明泥岩特殊的工程地质性质为山体开裂提供了物质基础;发育复杂的断裂构造在岩体内形成的纵横交切的软弱结构面是山体开裂的先决条件;隧址区单斜构造形成的高差和坡度,为山体开裂提供了足够大的重力势能和载体;而横向沟谷的深度切割为岩体开裂提供了空间和临空面。在隧道工程开挖触发条件下,岩体在自重应力、卸荷作用下,应力释放,而后岩层应力重新调整,产生沉降和倾向沟谷的倾倒拉裂,而裂隙与岩体中极为发育的节理完全贯通,则最终导致山体横向和纵向的开裂。 5.监测了隧道拱顶沉降和洞周收敛,并分析了监测数据,结果表明依据特殊地质环境条件设计的施工方案合理,隧道工程结构稳定。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U452.11

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 于莉;基于可靠度的裂隙岩质边坡稳定性评价[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 邓少平;兰新铁路第二双线LXS-3标段隧道超前地质预报研究[D];西南交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 黄国明,黄润秋;复杂岩体结构的几何描述[J];成都理工学院学报;1998年04期
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9 王齐仁;杨天春;;隧道地质灾害超前预报的地震反射法[J];地球物理学进展;2006年02期
10 曾昭璜;隧道地震反射法超前预报[J];地球物理学报;1994年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张志龙;邵怀高速公路雪峰山隧道岩爆与大变形预测研究[D];成都理工大学;2002年
2 高丽娜;裂隙迹长非确定性统计模型的应用研究[D];成都理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 廖祥元;肖启航;;坛厂隧道工程地质特征及工程措施[J];四川建筑科学研究;2010年01期
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10 张长雷;宛新林;席道瑛;;探地雷达技术在异常体探测中的应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯帆;张国新;刘有志;;层间水力渗透破坏对拱坝工作性态的影响[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 林达明;尚彦军;吴锋波;张巍;张翔;;基于矿物结构与钻探的花岗岩地质强度指标研究及应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 祁生文;伍法权;;高地应力地区河谷应力场特征[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
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5 周剑;张路青;胡瑞林;王学良;;大型结构面产状影响下应力波传播规律研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
6 巩城城;马凤山;张亚民;王善飞;刘自成;;基于岩体结构面统计与分维数的岩体质量评价及其在矿山工程中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
7 周剑;张路青;王学良;;水平层状岩体边坡动力响应中的结构面效应研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
8 周楠楠;薛国强;李梅芳;闫述;;基于电偶极子近似的多边形回线源瞬变电磁响应[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
9 徐建军;;GIS在地质灾害评估中的应用概述[A];河南地球科学通报2008年卷(中册)[C];2008年
10 许军强;白朝军;王跃峰;;我国地热资源勘探技术及其应用[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李伟;深部巷道围岩稳定性安全控制原理与应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 李洪奎;沂沭断裂带构造演化与金矿成矿作用研究[D];山东科技大学;2010年
3 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 鲁晶津;地球电磁三维数值模拟的多重网格方法及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
5 孙书伟;微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
6 张永安;滇中红层路堑边坡与路堤稳定性研究[D];昆明理工大学;2010年
7 黄义忠;丽江市地质环境脆弱性及其对策研究[D];昆明理工大学;2010年
8 孙克国;注浆控制岩溶隧道突水地质灾害的机理和模拟方法研究[D];山东大学;2010年
9 邓华锋;库水变幅带水—岩作用机理和作用效应研究[D];武汉大学;2010年
10 朱崇辉;筑坝土料的水利工程性质研究[D];西北农林科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟磊;煤电性参数的实验研究[D];河南理工大学;2010年
2 苏发强;新义煤矿三软煤层巷道围岩稳定与支护技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 唐杰兵;平煤十一矿软岩破坏巷道修复治理研究[D];河南理工大学;2010年
4 凡汉云;碳纤维复合材料电磁检测试验研究[D];南昌航空大学;2010年
5 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
6 冯银银;隧道围岩应力与位移数值模拟与分析[D];山东科技大学;2010年
7 魏明俐;深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术研究[D];山东科技大学;2010年
8 张泽;大台煤矿深部原岩应力场及岩爆地质力学成因分析[D];山东科技大学;2010年
9 刘武麟;临近断层回采巷道围岩变形特征及支护技术研究[D];山东科技大学;2010年
10 徐星;采场底板突水判测系统及水害防治应用研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈建峰;隧道施工地质超前预报技术比较[J];地下空间;2003年01期
2 陈德勇,马凤英,郑春林,张英会;机械功能参数下可靠度的最大熵分布和贝叶斯估计[J];北京科技大学学报;1994年01期
3 刘明维;郑颖人;;边坡岩体结构面抗剪强度参数确定方法探讨[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2007年05期
4 张国春;某电厂岩质边坡稳定性评价[J];电力勘测设计;2004年02期
5 高仁璟,刘书田;基于遗传算法的复杂系统可靠度和冗余数设计分配优化[J];大连理工大学学报;2002年06期
6 宋先海;顾汉明;肖柏勋;;我国隧道地质超前预报技术述评[J];地球物理学进展;2006年02期
7 王齐仁;杨天春;;隧道地质灾害超前预报的地震反射法[J];地球物理学进展;2006年02期
8 何刚;沙椿;丁陈奉;陈波;;TSP-203系统数据采集的改进方案[J];地球物理学进展;2006年04期
9 林峰,黄润秋;边坡稳定性极限平衡条分法的探讨[J];地质灾害与环境保护;1997年04期
10 黄秀成,秦之富,朱如荣,王连成;公路隧道地质雷达地质预报方法探讨[J];公路交通技术;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐胜传;复杂场地高坝建设适宜性的工程地质研究[D];成都理工大学;2002年
2 李育超;基于实际应力状态的土质边坡稳定分析研究[D];浙江大学;2006年
3 徐佩华;基于人工神经网络方法的锦屏一级水电站枢纽区高边坡稳定性分区研究[D];吉林大学;2006年
4 李东升;基于可靠度理论的边坡风险评价研究[D];重庆大学;2006年
5 石丙飞;广州科学城林语山庄人工高边坡稳定性评价及设计研究[D];吉林大学;2006年
6 张宇;工程结构可靠度分析的若干问题研究[D];同济大学;2006年
7 谭晓慧;边坡稳定的非线性有限元可靠度分析方法研究[D];合肥工业大学;2007年
8 冯德山;基于小波多分辨探地雷达正演及偏移处理研究[D];中南大学;2006年
9 毕忠伟;岩体力学参数推断的Bayes方法及截尾可靠度的研究与应用[D];中南大学;2008年
10 张丽;蓟县老虎顶采石矿复垦工程地质评价[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王智;黄土隧道中地质雷达超前预报图像的实例分析[D];长沙理工大学;2010年
2 王在磊;基于物联网的铁路建设监理管理信息系统研究[D];北京交通大学;2011年
3 张存亮;隧道超前地质预报方法及应用研究[D];西安科技大学;2011年
4 聂士诚;土质边坡稳定的可靠度分析及其土性参数的敏感性研究[D];中南大学;2002年
5 薛飞鸿;内蒙古锦—茅高等级公路边坡稳定性分析及加固[D];太原理工大学;2004年
6 赖海林;可靠性分析在土坡加固中的应用研究[D];中国地质大学(北京);2005年
7 徐辉;基于模糊集理论的边坡稳定模糊随机可靠度分析[D];浙江大学;2006年
8 王文峰;广州林语山庄边坡稳定性研究[D];吉林大学;2006年
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10 张丽;边坡结构可靠度对随机参数的敏感度研究[D];内蒙古工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张文;乌东德水电站库区岩体结构评价方法研究[D];吉林大学;2013年
2 赵志明;工程治理后岩质边坡稳定性评价标准及方法研究[D];西南交通大学;2013年
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1 高俊;震后受损林地安全稳定性快速评价方法研究[D];北京林业大学;2012年
2 柳皎;基于模糊可靠度理论的露天坑边坡稳定性评价[D];中南大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈建峰;隧道施工地质超前预报技术比较[J];地下空间;2003年01期
2 袁绍国,王震,贾国泉;节理长度分布形式对迹长测量误差的影响[J];包头钢铁学院学报;2000年02期
3 薛建,曾昭发,王者江,田钢;隧道掘进中掌子面前方岩石结构的超前预报[J];长春科技大学学报;2000年01期
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6 黄国明,黄润秋;复杂岩体结构的几何描述[J];成都理工学院学报;1998年04期
7 李德仁,李清泉;一种三维GIS混合数据结构研究[J];测绘学报;1997年02期
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10 吴立新,陈学习,史文中;基于GTP的地下工程与围岩一体化真三维空间构模[J];地理与地理信息科学;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
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2 冯玉勇;张永双;曲永新;王思敬;赵希涛;;西南山区河床深厚覆盖层的建坝工程地质问题[A];第六届全国工程地质大会论文集[C];2000年
3 刘玉海;陈晓键;;中国大城市地下空间利用及其工程地质问题[A];第六届全国工程地质大会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 胡斌;深切峡谷区大型地下洞室群围岩稳定性的动态数值仿真研究[D];成都理工大学;2002年
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1 赖金星;软岩双连拱公路隧道力学性状测试与施工过程仿真分析[D];长安大学;2003年
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1 陈成宗;隧道地质预测术[J];现代隧道技术;1995年06期
2 陈光宗;“国外隧道地质”述评[J];现代隧道技术;1995年06期
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7 张学峰;;隧道施工技术若干问题的探讨[J];科技咨询导报;2007年21期
8 许银海;;瑞利波探测技术在长隧道地质超前预报中的应用[J];公路;2007年12期
9 王胜平;五指山隧道地质超前预报[J];隧道建设;1998年02期
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5 夏永旭;戴国平;;现代公路隧道的发展[A];2001年全国公路隧道学术会议论文集[C];2001年
6 何发亮;;隧道施工期地质超前预报若干问题探讨[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
7 赵永贵;刘浩;孙宇;肖宽怀;;隧道超前预报技术及研究进展[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
8 常艄东;吴洪波;;长梁山隧道F5断层的地质超前预报[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
9 常艄东;刘安金;;长梁山隧道综合施工技术——第九届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年
10 赵永贵;刘浩;孙宇;肖怀;温树林;;隧道超前预报与病害诊断技术[A];中国公路学会2003年学术年会论文集[C];2003年
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1 任永亮 李春和;薛公岭隧道右线胜利贯通[N];山西日报;2004年
2 张英智 马凤启;十七局集团一公司泰赣项目赢得亿元大标[N];中国铁道建筑报;2004年
3 通讯员 张丽英;十九局二处科技取胜大箐隧道[N];中国铁道建筑报;2001年
4 兰智华;练荣华;落指不弹寻常曲[N];中国铁道建筑报;2003年
5 李庆安 吉建科 段宏杰;乌蒙麈战急 内昆建奇功[N];工人日报;2000年
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8 刘健唐博学彭伦理;中铁一局实现施工全过程安全控制[N];科技日报;2002年
9 周广宽;汾柳高速公路薛公岭隧道施工到位[N];中国铁道建筑报;2004年
10 范江;不屈的精神[N];中国铁道建筑报;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 白玉兵;基于神经网络的位移反演分析在隧道稳定分析中的应用研究[D];昆明理工大学;2003年
2 裘军良;公路隧道围岩判别和支护设计人工神经元网络方法的研究[D];长安大学;2003年
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