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《重庆大学》 2003年
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西山坪近水平煤系地层隧道围岩稳定性研究

顾义磊  
【摘要】: 虽然岩石强度的大小对岩体的强度及安全稳定性起决定性作用,但在结构和构造面的影响下岩体的强度及安全稳定性受到极大的削弱。在许多情况下由于软弱岩层、结构与构造面的存在,因岩石强度不足引起的强度破坏或沿结构与构造面失稳破坏的情况时有发生。成为地下空间稳定性研究的重要关注方面。 沉积岩是陆地上分布最为广泛的岩石类型,也是我们在地下工程施工中经常遇到的围岩类型;在其成岩的过程中形成的各个层面、不同强度的软硬互层,与地质构造运动中形成的各种节理裂隙相互切割作用,对围岩的稳定性造成重要的影响。地下空间体与岩体结构、构造面的不同切割关系,与软硬岩层的不同空间位置,对围岩的稳定性会产生不同的影响,这其中又以近水平围岩的影响最为不利。 本文结合西山坪隧道的修建背景,以施工量测与监控的结果为基础,选择了有代表性断面,对单一巨厚围岩不同产状、穿煤系地层段、上伏及下伏采空回填区段的内空收敛情况进行了对比分析。在此基础上,利用2D-σ数值分析软件对初期支护后围岩应力重分布及喷层应力进行了数值分析。 研究结果表明: ① 围岩的倾角对内空收敛影响大,急倾斜岩层收敛稳定快于缓倾斜岩层。 ② 岩层厚度在缓倾斜时对围岩稳定起控制作用,厚层硬岩整体稳定性好于薄层状硬岩。 ③ 隧道围岩拱顶下沉的变化受含煤软岩层(采空回填区)与隧道的相对位置影响,在含煤软岩层(采空回填区)由隧道底部上升至拱顶的过程中,累计拱顶下沉值呈现出先升后降的规律,其中在拱基线附近引起的拱顶下沉值最大,墙基附近最小。 ④ 数值分析显示,软硬岩层互层时,围岩应力分布在岩层层面附近变化较大,应力等值线发生折曲;喷层应力也在软岩层附近变大。 ⑤ 采空回填区对曲墙喷层应力影响较大,尤其是对喷层的切向应力有由压应力向拉应力发展的趋势,有诱发纵向张裂隙的危险。 ⑥ 对照现场实际,在近水平煤系地层中修建隧道,如有厚层硬岩层控制,只要对局部软岩层加强支护控制,是可以保证围岩的整体稳定的。 WP=5 本文对近水平煤系地层中修筑隧道的围岩稳定性进行了深入分析,在含煤岩(采空回填区)的围岩变形及应力重分布规律的研究上有所创新,为近水平围岩的支护设计优化提供了可靠依据。丰富了新奥法设计施工在煤系地层中的理论与实践基础,对矿区修筑隧道的支护施工及稳定性研判具有指导作用。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TD31

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【参考文献】
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【同被引文献】
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