浅论韩国背后岭隧道水压致裂法地应力测量与围岩稳定研究

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1、分类号UDC密级．1．933402学位论文韩国背后岭隧道水压致裂法地应力测量与围岩稳定研究-作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：李飞王述红副教授东北大学资源与土木工程学院硕士学科类别：工学岩土工程2008年．t-fl弓·日论文答辩日期：2008年／月；矿日2008年油日答辩委员会主席：槊币敌唆珲雨教峻嘞娟蜘绉L东北大学2008年6月j●ADissertationinGeotechnicalEngineeringStudyonIn—-SituStressMeasure

2、mentofHydraulicFracturingMethodandStabilityofBHLTunnelRockinKoreaByLiFeiSupervisor：WangShuhongAssociateProfessorNortheasternUniversity2008独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作

3、了明确的说明并表示谢=正恧。学位论文作者签名：缮够日期：秒8、1．弓学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半／两年口导师签名：签字日期：旦拯净矿两，／7．妒叉1彳侈_：7名．签g者伊作：文期沦日位字学签’东北大学硕士学位论文摘要韩国背后岭隧道水

4、压致裂法地应力测量与围岩稳定研究摘要为了对地下洞室进行科学合理的开挖设计和施工，就必须对影响工程稳定性的各种因素进行充分的调查。在诸多的影响岩体开挖工程稳定性的因素中，地应力状态是最重要最根本的因素之一。一切与围岩有关的工作，如隧道的布置、隧道支护设计，锚杆支护衬砌设计，是确定工程岩体力学属性，进行围岩稳定性分析，实现岩石工程开挖设计和决策科学化的必要前提条件。对隧道设计来说，只有掌握了具体工程区域的地应力条件，才能合理确定隧道的总体布置，确定其最佳断面形状、断面尺寸、开挖步骤、支护形式、支护结构参数等，从而保证

5、围岩稳定性。所以，研究岩体的初始地应力，测量岩体的初始应力值状态，其目的不单纯在于初始地应力自身理论的发展和测试技术的改进，还在于如何把初始地应力实测值转化为地面和地下工程设计荷载，即初始地应力与地面和地下工程关系的研究。岩体的初始地应力状态的测试及研究的意义是多方面的。地应力测量是用来确定工程岩体力学属性，进行围岩稳定性分析，实现岩土工程开挖设计和决策的必要前提。由于地应力场会受到其他多种因素的影响，因而造成了地应力状态的复杂性和多变性。即使在同一地区，不同点的地应力状态也可能是很不相同的，要了解一个地区的地应

6、力状态，惟一的有效方法就是进行原地应力测量。本论文结合为韩国新北．北山BHL(H8草司)国道改扩建工程，并依据提供科学技术支撑的Geogeny公司来开展研究工作。考虑到本文所依托的工程当时正处于规划与设计施工伊始阶段，相关的前期线路工程地质专项调查论证已经完毕。因此，本文的研究成果是基于野外地质调查和少量室内试验，并结合新北．北山BHL地区刚建的相关工程实例类比而得出的初步认识，其中大量的问题值得深入研究和分析，还需要做大量实际细致的工作。本论文所做的试验研究区域在韩国的Ch_u11Cheon-‰ggu地区，属于

7、Kyeonggi断层带的东北部。大部分测试地区属于崎岖不平的多山地段区域。本文对水压致裂地应力测量原理、设备、现场试验方法及数据处理等进行了比较深入的阐述，初步选定十五个钻孔作为水压致裂测量孔，有30个测点，平均每孔两个测点。详细分析了水压致裂曲线压力．时间的特征及破裂压力、重张压力、关闭压力及最大水平主应力的破裂方向的确定方法。此外，在获得已知各个测点的地应力大小和方向东北大学硕士学位论文摘要后，进一步分析工程区地应力及侧压力系数的分布规律，并采用相关数值分析方法来建立隧道工程区的地应力场分布的模型。在320m

8、以内，测压系数随着深度的不断加深它的值也有下降并趋于稳定的趋势，其中最大主应力方向是北偏东790(N790E)。在收集、分析前人研究的基础之上，通过对初始应力场、深部地质构造、岩石力学特性的现场调查和测试，室内试验分析以及模拟计算，结合地下工程实例，运用工程地质学、岩石力学等多学科理论和方法，了解各种工况条件下其应力、应变状态，综合研究工程岩体的破坏机理，为下一阶段的工程