浅谈岩溶隧道与溶洞的安全距离研究

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1、皇参未交硕士学位论文．王8工7《32堙乞和一岩溶隧道与溶洞的安全距离研究StudyonSafeThicknessforRockbetweenTunnelandKarstCaveinKarstRegion国家自然科学基金(50978018)资助作者：曹茜导师：乔春生北京交通大学2010年6月，学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通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，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部

2、门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：、智盔签字R期：劢19年舌月矽日聊躲力鼽签字日期：如厂。年莎昏细Et▲I，●中图分类号：UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文岩溶隧道与溶洞的安全距离研究StudyonSafeThicknessforRockbetweenTunnelandKarstCaveinKarstRegion作者姓名：曹茜导师姓名：乔春生学位类别：工学学科专业：岩土工程学号：08121530职称：教授学位级别：硕士研究方向：隧道工程北京交通大学201

3、0年6月^r————致谢时光飞逝，两年的研究生生活匆匆而过，回首点点滴滴，心中感慨万千。很幸运能够师从乔春生教授，论文得以完成，首先感谢乔老师两年来对我的悉心指导，从论文的选题，研究过程，撰写以及修改，无处不渗透着导师的心血。乔老师严谨的治学态度，勤奋的工作作风是我学习的榜样，乔老师淡泊名利的生活态度更是我应一生追求的境界。感谢岩石力学教研室的刘保国教授，给予的我极大的帮助，提供的宝贵意见，国教授和刘开云老师致以诚挚的谢意。刘开云老师在我论文撰写及修改过程中使论文得以完善和提高。在此，向刘保论文研究期间，离不开很多师兄弟妹、同窗好友的的

4、帮助和支持。尤其感谢郭佳奇师兄，在我论文研究过程中多次给予我的宝贵建议，对我不懂的问题给予不厌其烦的解答；感谢高伟师兄，对我在FLAC3D软件AI'-J过程中给予的极大帮助；感谢焦健、赵凯、张宇师兄、郭靓师姐对我的耐心指导，感谢师弟杨旭升、杨海峰、师妹苏丽娟的积极配合。感谢王俊生、魏博、杨佳璇、王震、刘丽、李慧、兰曼、黄燕敏、周浩等同窗好友给予我学业和生活上的支持与鼓励，是他们陪伴我顺利地度过每～次困难，开心地完成硕士论文。最后感谢哺育我成长的父母，这么多年默默地支持我、鼓励我，为我创造一个温馨和睦的家，让我专心读书完成学业。在此祝他们

5、身体健康、平安幸福，即将走向工作岗位的我一定会用我的方式回报他们多年的爱。—’^北京交通人学硕十学位论文中文摘要摘要：宜万铁路隧道修建在极复杂的岩溶地质中，施工过程遭遇大量的隧道围岩塌方以及突水突泥灾害，给人民生命财产带来巨大损失。要在避免灾难发生的同时综合考虑施工成本及难度，合理确定隧道与溶洞的安全距离是关键。本论文以宜万铁路隧道为工程背景，针对岩溶地区隧道与溶洞的安全距离问题做了以下几个方面的研究：(1)通过总结国内外研究现状，并对岩石力学基本理论进行分析，筛选出影响隧道与溶洞安全距离的几个较重要的因素。并通过FLAC3D数值模拟对

6、溶洞跨度、高跨比以及岩体侧压力系数的影响作了定性分析。(2)研究了隧道与周围隐伏干溶洞的安全距离。通过FLAC3D数值模拟，采用正交设计方案分别针对溶洞位于隧道上方、下方和侧面三种位置时隧道与溶洞安全距离进行正交试验，得到围岩级别、岩体侧压力系数、溶洞跨度、溶洞高跨比和隧道埋深五个影响因素对安全距离的影响程度和影响规律，采用多元回归方法给出隧道与周围隐伏干溶洞的安全距离的数学预测模型。(3)研究了泄水支洞(隧道)与掌子面前方高压富水溶洞的安全距离。分析了围岩级别、岩体结构面强度、结构面倾角、岩体侧压力系数、溶洞直径、溶洞埋深和溶腔水压七

7、个影响因子对安全距离的影响程度和影响规律，并给出泄水支洞(隧道)与掌子面前方高压富水溶洞安全距离的数学预测模型。(4)通过UDEC数值模拟，研究了考虑岩溶水沿着岩体结构面的渗流时水压力对于安全距离的影响规律。．(5)将本论文得到的预测模型用于宜万铁路岩溶隧道实际工程，证实了本文结论具有较高的可靠性，对于今后类似工程中安全距离的确定具有指导意义。关键词：隧道；溶洞；安全距离；水压力；FLAC3D；UDEC分类号：—————1t北京交通大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：Yi—Wanrailwaytunnels

8、areconstructedinextremelycomplexkarstregions，thereforealargenumberofdisasterssuchasrockcollapseandwater