关山隧道围岩变形破坏机理及稳定性研究

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1、分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文关山隧道围岩变形破坏机理及稳定性研究学号：2102120044研5生:米阳专业：地质工程研究方向：基础工程指导教师：王树理副教授校外导师：伍法权研究员2015年5月声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得中国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。I5i.5签名；期：

2、,关于论文使用授权的说明本人完全了解中国地质大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被査阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。口公开•保密（—年）（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：涞K)导师签名日期:分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文关山隧道围岩变形破坏机理及稳定性研究学号：2102120044研究生：米阳专业：地质工程研究方向：基础工程指导教师：王树理副教授校外导师：伍法权研究员2015年5月ADissertationSubmittedt

3、oChinaUniversityofGeosciencesforMasterDegreeSurroundingrockdeformationfailuremechanismandstabilitystudyforGuanshantunnelMasterCandidate:MiYangMajor:GeologicalEngineeringStudyOrientation:FoundationEngineeringDissertationSupervisor:AssociateProf.WangShuliEnterpriseSupervis

4、or:Prof.WuFaquanChinaUniversityofGeosciences(Beijing)May,2015摘要本文依托于天平铁路关山隧道围岩变形破坏机理的科研项目，研究区的隧道围岩以硬脆性岩体闪长岩为主，隧道最大埋深831m，属于典型的大埋深、高地应力隧道围岩变形破坏问题。目前针对这种大埋深高地应力隧道，开挖卸荷之后围岩变形破坏机理及稳定性的研究资料尚少，因此，本文旨在对大埋深高地应力特殊工程地质条件下围岩变形破坏机理及稳定性进行研究，对实际工程的指导以及科学研究具有重要意义。本文在前人研究的基础上，以现场工程地质资料、

5、现场实测的岩体结构面统计资料、钻孔电视实验数据、岩石力学实验数据为基础，采用定性解释和定量分析相结合的思路对硬脆性岩体围岩变形破坏机理及稳定性进行研究。详细探讨高埋深高地应力隧道围岩变形破坏模式，建立一套适用于高地应力隧道围岩分级方法，进而对其稳定性进行分析评价。主要做了以下几方面研究：（1）详细分析研究区域隧道围岩赋存环境的工程地质条件，对隧道围岩赋存环境条件有整体把握，为后续研究提供相关资料。（2）对隧道掌子面进行岩体结构面统计，通过空间RQD值以及模量比随荷载夹角变化的关系图反应岩体强烈的各向异性，岩体的各向异性导致应力释放后围岩

6、变形破坏模式不同。（3）块体理论分析结构面切割出的不稳定块体，分析围岩变形破坏模式。（4）先后两次观测同一孔裂隙变化，分析应力调整后围岩变形破坏机理。（5）变围压试验分析应力卸荷以及重新调整后的围岩变形破坏机理。2（6）利用Phase有限元程序模拟不同支护条件下隧道的开挖效应，利用强度折减法计算SRF，从而对隧道围岩稳定性进行综合评价。通过以上几方面的研究，我们认识到大埋深、高地应力隧道，开挖卸荷之后硬脆性岩体变疏松，之前被锁固的结构面张开，围岩块体沿张开的结构面发生滑移坍塌破坏，导致部分洞段混凝土开裂，钢拱架变形较为严重，但是经过较强

7、的初期支护后，隧道围岩稳定性较好，能够满足二次衬砌的要求，围岩稳定。关键词：围岩应力卸荷各向异性破坏机理钻孔电视AbstractInthispaper,itisbasedonthescienceprojectsofGuanShantunnelofTianPingrailwayandinthestudyareathesurroundingrockofthetunnelisthehardbrittlerockmassdiorite.Thelargestdepthofthetunnelis831m.Thescienceproblembelon

8、gstothetypicallargeburieddepth,highgroundstressoftunnelsurroundingrockdeformationandfailureproblems.Now