深埋隧道TBM施工巖爆孕育機理研究.pdf

1、TBM掘進是我國深埋隧道施工的必然發(fā)展趨，由于深埋隧道位于復雜的高應力環(huán)境中，深埋隧道TBM掘進將面臨巖爆等工程災害的嚴峻挑戰(zhàn)。研究TBM施工過程中巖爆孕育機理對于保障我國深部隧道安全建設具有十分重要的意義。本文以深埋隧道TBM施工巖爆災害為研究背景，綜合運用現(xiàn)場調(diào)研、理論分析及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對深埋隧道TBM施工巖爆孕育機理進行系統(tǒng)研究，取得如下研究成果：
　　（1）基于深埋隧道TBM施工巖爆災害現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析了深埋隧

2、道TBM施工巖爆災害的典型特征及影響因素，劃分了深埋隧道TMB施工巖爆災害的類別，提出了深埋隧道TBM施工巖爆災害關鍵控制指標體系。
　?。?）運用FLAC3D建立了深埋隧道TBM施工三維數(shù)值計算模型，分析了TBM施工過程中隧道圍巖能量演化規(guī)律；在此基礎上，利用彈性力學理論和能量原理，建立了基于彈性應變能密度的TBM施工巖爆判據(jù)以及基于彈性應變能密度徑向梯度的巖爆位置判據(jù)。
　?。?）基于建立的深埋隧道TBM施工三維數(shù)值計算

3、模型以及巖爆能量判據(jù)，系統(tǒng)研究了不同埋深、側(cè)壓系數(shù)、TBM掘進速度、圍巖巖性及巖層結(jié)構等因素對深埋隧道 TBM施工圍巖應力場及能量場分布的影響規(guī)律，揭示了深埋隧道TBM施工巖爆孕育機理，為深埋隧道TBM施工巖爆預測提供了一定的依據(jù)。
　　（4）以某深埋TBM施工隧道的具體工程地質(zhì)條件為背景，對TBM施工誘發(fā)的隧道巖爆災害風險進行了分析與評估，有針對性地提出了該TBM施工隧道巖爆災害的預防與控制措施，為保障該隧道順利掘進提供了技術指