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《中国地质科学院》 2007年
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滇藏铁路玉峰寺深埋隧道重大工程地质问题研究

刘景儒  
【摘要】: 本文结合中国地质调查局“滇藏铁路沿线地壳稳定性调查评价”项目,在收集、分析前人研究成果的基础上,采用多学科理论和方法,针对滇藏铁路滇西北段的控制性工程——玉峰寺深埋隧道建设中可能存在的重大工程地质问题进行深入研究,取得了以下进展和认识: 1、在滇西北区域地质背景和地壳稳定性分析的基础上,重点阐述了新构造和活动断裂发育特征,将区域主要活动断裂大致划分为前第四纪断裂、早-中更新世活动断裂、晚更新世活动断裂和全新世活动断裂四类,初步提出了适合地壳运动活跃地区断裂活动性的评价标准:即以断裂活动速率及诱发地震震级作为指标,将断裂活动性划分为强、中强、中等和弱4个等级。 2、区域现今应力场分析表明:滇西北地区区域应力场方向为NNW向(340°左右),与走向310°的玉峰寺隧道小角度相交,有利于隧道的稳定。玉峰寺隧道场区地应力水平高,主要受区域应力场和地形地貌的影响。根据三维数值模拟结果,隧道进出口段的最大、最小主应力变化速度快,差异应力较大;隧道中间段应力值较高且相对稳定,差异应力不大。 3、在系统分析影响岩爆相关因素的基础上,应用岩爆倾向性判据、岩爆应力判据和刚度判据,采用岩石力学试验和应力场数值模拟等方法,分析计算了隧道围岩的弹性能量指标、冲击能量指标、巴顿应力指标、拉森斯指标等多种岩爆指标。结合玉峰寺隧道的地质构造和工程地质条件分析,对玉峰寺隧道岩爆危险性进行了多层次预测。结果表明,块状玄武岩地段可能发生中等-强烈岩爆,长约3500m,占隧道总长的32%,其中1000-1500m区段危险性最大(占隧道总长的4%),可能发生严重岩爆;隧道中部层状碎屑岩段,仅在局部厚层状砂岩发育部位可能发生岩爆,烈度为轻微-中等;隧道出口段发生岩爆的可能性小,局部有轻微岩爆。在隧道断面上,拱顶部位岩爆程度最高,其次为底板、边墙与仰拱交界部位,边墙岩爆程度最低。 4、从最小势能原理观点出发,采用岩石力学全应力-应变试验和数值模拟方法,研究了隧道围岩力学系统的相互作用过程,采用岩爆的刚度判据得出玉峰寺隧道3种围岩塑性破坏后的刚度曲线和对应弹性围岩体的刚度曲线,结果表明,块状玄武岩体的岩爆危险性最高,其次是厚层状灰岩,层状碎屑岩的岩爆危险性最低。 5、工程地质类比和综合分析表明,玉峰寺隧道可能发生涌突水的地段主要集中在文海断层段和隧道出口附近灰岩向斜储水构造区段。其中,前者为岩溶、岩性接触面与断层复合机制涌突水,涌突规模中等-大;后者可能发生中等规模以下的涌突水。
【学位授予单位】:中国地质科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P642;U452.11

【引证文献】
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1 郭子红;地下立交近接隧道稳定性的理论分析与模拟研究[D];重庆大学;2010年
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【参考文献】
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【共引文献】
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3 周鹏鹏;李国敏;石景熙;时公玉;巫润建;;渗透系数各向异性对地下水封洞室涌水量影响的数值模拟分析[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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9 王树仁;周洪彬;武崇福;刘成禹;;采用综合评判方法确定工程岩体力学参数研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
10 宋小林;谢和平;王启智;;大理岩的高应变率动态劈裂实验[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年
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9 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学(北京);2011年
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1 黄春光;大倾角“三软”不稳定厚煤层放顶煤开采矿压规律研究[D];河南理工大学;2010年
2 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年
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8 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
9 李成成;综放开采断层应力分布特征与冲击危险评价研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
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2 舒志乐;刘保县;李月;;偏压小净距隧道围岩压力分析[J];地下空间与工程学报;2007年03期
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10 王运生,王士天,李渝生,许模,蒋良文;虎跳峡地区区域构造稳定性数值模拟分析[J];成都理工大学学报(自然科学版);2003年06期
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2 顾金才;;深部开挖洞周围岩分区破裂化机理分析与试验验证[A];新观点新学说学术沙龙文集21:深部岩石工程围岩分区破裂化效应[C];2008年
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10 张紫昭;金堆城东川河引水隧洞围岩稳定性研究[D];长安大学;2006年
【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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1 张永双;熊探宇;王科;李德建;张春山;刘景儒;;造山带深埋隧道岩爆灾害预测途径的思考[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年
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6 王虎;受水患威胁矿井安全开采技术及工程对策[D];燕山大学;2012年
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