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大丽公路双龙隧道开挖过程中裂隙岩体损伤分析与研究

林岱  
【摘要】:本文通过学习大量的国内外科研成果,在岩体的动态损伤方面进行了大量的研究,结合大理-丽江高速公路双龙隧道的现场观测以及霍普金森压杆试验,来研究和探索隧道开挖中的岩体损伤累积特性。 论文中利用TSP技术和地质雷达波探测原理在大丽高速公路双龙隧道进行了长期的现场观测,主要的观测内容包括超前预报、初支检测、二衬检测和质量监测。通过TSP检测,可以得到双龙隧道的基本地质参数以及未来施工方向上的各种岩体情况;通过地质雷达波探测,可以得到岩体内部的具体情况以及支护在施工各阶段的变化情况。通过对比分析地质雷达探测到的图像,可以分析出支护层以及岩体内部在爆破开挖前后的形变和扰动变化,并且加强对已经发现的明显缺陷地段观测,可以直观的观测出岩体中节理裂隙的变化和发育情况。 对开挖过程中遇到的大块孤石或者较为坚硬的岩石以及周边山体上的坚硬岩石进行取样,进行分离式霍普金森压杆(SHPB)试验,来研究实际生产中的岩石在模拟爆破冲击的作用下的动态岩石塑性损伤的累积效应。论文选用FLAC3D数值模拟软件,根据TSP检测得到的各种数据,对隧道的开挖进行数值模拟,可以得到隧道开挖中围岩的应力分布和应力变化,以及塑性变形情况,对隧道支护稳定性分析提供有力的支持,并在模拟过程中,对支护前和支护后进行两种不同程度的支护效果,分析对比支护对损伤所达到的安全效应。论文采用理论与实践相结合的思路,动态的研究隧道开挖过程中的岩体损伤累积特性,为隧道工程建设中的支护以及对隧道质量的保障提供理论基础。 通过多种手段的研究,我们可以发现岩石损伤具有损伤极限和损伤下限的特点,并且损伤极限和损伤下限都与岩石的破碎程度无关,只受到岩石本身的岩性所影响。


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