溶洞對隧道圍巖穩(wěn)定性影響分析及其探測方法研究.pdf

1、在巖溶地區(qū)的隧道修建過程中，會出現(xiàn)各種各樣的溶洞問題，溶洞的存在，導(dǎo)致圍巖坍塌等失穩(wěn)災(zāi)害。若溶洞為大型充填或富水溶洞，處治不當(dāng)就會突發(fā)突水、突泥等大型災(zāi)害，造成工期的延誤，增加施工成本，甚至?xí)斐删薮蟮呢?cái)產(chǎn)損失。我國西南山區(qū)多為喀斯特地貌，近年來隨著西南地區(qū)經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展的需求，公路、鐵路隧道也在大力建設(shè)之中，在道路隧道修建中遇到隧道巖溶災(zāi)害問題也越來越多，因此為避免隧道坍塌、突泥、突泥等巖溶災(zāi)害事故的發(fā)生，針對巖溶隧道的溶洞問題研究隧

2、道圍巖的穩(wěn)定性是很有必要的。
　　本文依托于巖溶地區(qū)的公路隧道施工，運(yùn)用理論分析、現(xiàn)場監(jiān)測、數(shù)值模擬等方法，通過探討巖溶發(fā)育機(jī)理及隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素，闡述應(yīng)力和位移的計(jì)算方法，結(jié)合現(xiàn)場超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探測，分析TSP及地質(zhì)雷達(dá)探測方法的原理、應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn)，運(yùn)用ANSYS建立二維模型，模擬分析不同位置、不同大小及與隧道邊緣相距不同距離時(shí)的隧道圍巖應(yīng)力及位移變形，構(gòu)建三維模型，模擬隧道圍巖開挖的穩(wěn)定性，通過以上方法，分析了溶洞對隧道

3、圍巖穩(wěn)定性的影響。本文的研究對隧道的施工具有重要的指導(dǎo)意義。本文主要的研究工作如下：
　?、俜治龀暗刭|(zhì)預(yù)報(bào)方法的探測原理，結(jié)合工程地質(zhì)資料，綜合分析確定應(yīng)用TSP對DK14+845-965里程段超前預(yù)報(bào)探測，分析掌子面前方未開挖區(qū)域圍巖情況，并針對反射異常段采用地質(zhì)雷達(dá)探測，比較分析兩種方法的可行性，建議施工全程采用TSP探測，復(fù)雜巖溶地段采用地質(zhì)雷達(dá)驗(yàn)證的方法。
　?、谕ㄟ^數(shù)值模擬的方法，運(yùn)用ANSYS對處于不同位置、不

4、同大小及不同距離的溶洞進(jìn)行二維建模分析，研究隧道圍巖應(yīng)力及位移的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明頂部和底部溶洞對于隧道拱頂、拱腰圍巖豎向位移影響較大，對圍巖水平位移影響較??；溶洞處于隧道側(cè)部和側(cè)45°時(shí)，溶洞對隧道的水平收斂量影響較大，且最危險(xiǎn)區(qū)域是溶洞與隧道之間的圍巖。
　?、劢Y(jié)合隧道工程實(shí)例，對實(shí)際施工隧道進(jìn)行三維數(shù)值模擬，研究右側(cè)45°溶洞存在時(shí)，隧道開挖后圍巖應(yīng)力變化，隧道各測點(diǎn)及邊坡各點(diǎn)隨隧道開挖距離的位移規(guī)律，研究結(jié)果顯示溶洞一