一、红色地层水工隧洞掘进方法的探索（论文文献综述）
徐衍[1]（2021）在《胶东地区金矿高水压千米深立井井壁设计理论与应用》文中提出本研究结合目前我国资源开发趋势以及金属矿山井壁设计理论及方法现状,依托十三五“深部金属矿建井与提升关键技术”重点研发计划,进行了胶东地区金矿高水压千米深立井井壁设计研究。研究目的为通过研究得出胶东地区千米井筒深部高地应力、高水压条件下的井壁设计理论及设计方法。该研究填补了国内金矿（金属矿）千米立井井壁设计理论和方法的空白。研究内容包括如下几点:1、开展了金矿千米立井围岩和混凝土的力学性能试验标准研究。以及基于统一尺度和试验条件的对比试验数据分析,建立统一的金矿千米立井围岩和混凝土的材料力学性能评价方法和准则。现有的两种材料（岩石、混凝土）的力学试验规范中标准实验尺寸并不统一,考虑到试件的“尺寸”效应,两种试验规范下试验得出的参数值不能同时使用。由于上述原因,进行了金矿千米深井筒支护系统材料力学性能的对比试验,研究了两种尺寸不同支护系统材料的动、静力学参数关系,提出金矿千米井筒支护材料的力学参数实验的统一标准试件尺寸。2、基于现代流固耦合原理,研究金矿高水压千米深井筒不同注浆加固参数（注浆后的渗透系数、弹性模量、泊松比）下井筒围岩的应力场、位移场和渗流场;基于达西和非达西渗流原理,建立金矿高水压千米深立井井壁渗流条件下的微分方程,求解不同注浆范围、不同注浆参数下的金矿高水压千米深立井围岩应力场和渗流场分析理论。为合理确定金矿高水压千米深立井的注浆参数,提供理论基础。研究井筒原岩应力场,基于我国统一的[BQ]围岩分类标准,结合深立井围岩条件特点,提出金矿深立井井壁设计的围岩分类完善方法。3、研究金矿千米深立井井筒破碎围岩锚固机理。研究立井井筒锚固、注浆井壁设计的理论和方法,将包神衬砌设计公式进一步应用到金矿高水压千米深立井设计理论中。结合解析理论研究及数值模拟研究,开展井筒破碎围岩的锚固力学理论分析研究。研究和掌握立井围岩的锚固作用机理,并进行相应的模型试验,研究提出等效简明的理论分析方法,便于工程设计和施工。4、研究井筒原岩应力场,将注浆加固和锚固结构纳入金矿立井井壁设计范畴,提出完整的金属矿山立井井壁设计方法。本研究以室内力学试验、声波试验、理论推导、数值计算、模型试验作为研究手段。通过研究得出了如下结论及成果:1、本文依托新城金矿千米新主井,开展了金矿立井围岩和混凝土力学性能单轴抗压强度试验对比研究及室内声波力学性能的对比试验研究。通过试验研究总结出适用于金矿立井的衬砌和围岩的室内声波力学性能的试验方法;形成了一套实验室试件无损检测的力学参数的转换方法。将两种材料超声波测试出的参数在相同尺寸试件条件下进行了统一。新城金矿新主井千米井筒原设计使用的设计中使用的C25混凝土横、纵波速度比岩石小,C25混凝土的力学性能比围岩差。在金属矿山井筒中围岩完整段的混凝土井壁衬砌对围岩的支护能力有限。2、推导了基于“流固”耦合作用下的井筒围岩有效应力场公式和注浆加固半径计算公式;通过公式推导得出了考虑非达西渗流系数的井筒注浆加固的渗流场及应力场、位移场公式,以及注浆加固范围设计计算公式。同时得到了金矿（金属矿）高水压千米深立井应力场及渗流场的分析方法。将工程岩体[BQ]分级引入金属矿井筒设计中。3、依据锚固参数等效原理,提出了金矿立井井筒锚杆支护参数的相似模型试验正交试验方法;设计并制造了井筒锚杆支护力学试验研究的模型试验设备;相似模拟试验结论为对围岩等效剪切模量影响因素排序:单根锚杆加固角度为重要因素,锚杆直径次之,施加的锚杆的预紧力影响最小;确定剪切模量G后为金矿立井井壁设计时使用包神公式创造了条件;得出了包含预紧力因素的锚固结构等效弹性模量的修正公式4、依据围岩情况,提出了金矿千米深立井的围岩破碎无水段（Ⅳ级围岩）和围岩破碎高水压段（V级围岩）的两种井壁设计方法;并对依托工程新城金矿新主井千米以深破碎含水围岩进行了井壁设计;绘制出新城金矿新主井的千米以深井壁结构设计图纸。并对新城金矿新主井千米以深的井壁设计进行了验算。最终确定了胶东地区金矿高水压千米深立井井壁结构的设计方法。
张洪伟[2]（2021）在《富水隧道施工期地下水运移特征模拟及水环境效应》文中进行了进一步梳理富水隧道施工建设对工程安全以及地下水、生态环境均会造成较大的威胁和影响,虽然当前隧道工程逐渐考虑到地下水和生态环境保护的重要性,但是出于工程经济性、可操作性等方面的考虑,隧道建设对地下水系和环境的破坏仍然很大,甚至会造成地下水环境和山体生态植被不可逆转的永久破坏。富水隧道复杂的地质构造和水文地质条件,使得对隧道施工影响下的地下水流场分布、衬砌水压力变化、渗漏污染物跟踪和影响以及总体水环境负效应评价成为摆在隧道建设者和各国学者面前需要深入研究探讨的一项重要课题。本文以典型富水隧道——正在施工建设的渭武高速公路木寨岭隧道为例开展研究,采用有限差分原理,结合Visual Modflow、Flac3D等主流三维渗流场模拟软件构建了隧道隧址区地下水渗流场、衬砌外水压力和隧道施工典型污染物的数值模拟模型,并采用AHP层次分析法确定了水环境负效应评价指标权重,采用综合模糊评价法开展了隧道施工期水环境负效应评价。主要研究成果如下:1、推导出了考虑渗流速度的隧道涌水量和衬砌外水压力理论计算公式,包括施作注浆圈和衬砌,仅施作衬砌以及未施作注浆圈和衬砌几种工况,并用传统公式验证了其可靠性,上述公式对隧道涌水量精确预测计算提供了参考。2、模拟了木寨岭隧道隧址区开挖前天然状态、开挖后完全排水状态、开挖后封堵状态下的渗流场分布运移情况。隧道开挖3个月后隧址区地下水水位急速下降,产生“漏斗状”降落,3个月至24个月地下水水位下降趋势变缓,但仍以涌水的方式持续流出,对地下水环境产生破坏。隧道排水系统完全封堵后,地下水位需要1-2年时间才能逐步恢复稳定,降落漏斗消失,接近原有流场状态。隧道地下水渗流场降落漏斗的产生和恢复研究为隧道施工合理“限排”提供了论据。3、采用Flac3D软件模拟了木寨岭隧道不同建设时段、不同排放模式下的衬砌外水压力分布情况,模拟分析结果显示,隧道开挖会造成隧址区地下水位呈现显着降落漏斗;注浆圈及衬砌结构水压力值随隧道洞顶压力水头的增大而增加;随注浆圈内外壁厚度的增大注浆圈外壁水压力值减小,而衬砌未发生明显改变;注浆圈水力传导系数与注浆圈和衬砌水压力具有显着相关性,且系数最小时对衬砌的影响最大;随着衬砌水力传导系数的减小注浆圈和衬砌外的水压力值均减小;隧道衬砌外各监测点水压力值分布规律为:下拱底>左拱脚>左拱腰>左拱肩>上拱顶。上述隧道施工堵水和排水的压力分布研究成果能够为隧道施工衬砌受力加固、限排水力传导系数控制等提供理论依据。4、应用Visual Modflow软件对木寨岭隧道施工废水石油类污染物的地下水迁移特征的模拟结果显示,石油类污染物泄露至地下水后会沿着水力梯度方向纵深迁移,并在地下水水动力弥散作用下发生横向迁移,最终形成接近“椭圆状”的污染晕;集水池下透水层的石油污染物浓度由2年后的100 mg/L增长到7年后的500 mg/L;在停止泄露后的23年内,污染物晕散外边界几乎扩大至整个模拟区域,中心极值浓度由500 mg/L下降到180 mg/L,但仍按水流水力梯度方向缓慢迁移;经过20年的迁移运动会有少量污染物由透水层向下迁移至含水层,但30年模拟期内隔水层未发现污染物;说明隧道施工期污染物一旦渗入地下水,会在透水层和含水层长期迁移扩散,对地下水环境和相关生物造成威胁。5、应用层次分析法、综合模糊评价法对木寨岭隧道施工期地下水环境负效应开展了评价研究,构建了以自然地理、水化学、地质-水文地质、隧道工程四个因素类、23个具体影响因素为基准层和指标层的评价指标体系结构,将水化学特征和典型污染物因素纳入评价体系,建立了影响因素评价等级标准、模糊综合评价模型、隶属函数及量化指标,综合评价木寨岭隧道施工期地下水环境负效应结果为中等,隧道施工造成的水环境破坏作用明显,该研究成果为国内相关富水隧道施工的水环境负效应影响评价提供了借鉴参考。
常晓珂[3]（2020）在《不同通风方式下隧洞气流场特性及有害气体运移规律研究》文中提出随着我国经济建设的快速发展,基础建设工程呈现快速增长趋势。隧洞施工爆破产生的有害气体严重危害施工人员的生命健康,合理的设计和解决隧洞的通风问题成为保障工程安全建设的关键。本文融合理论推导、数值模拟、数理统计等方法,以施工期隧洞压入式通风方式为主,与多种通风方式相结合的思路,对洞内流场特性、有害气体运移规律、风管漏风率计算、有害气体分布函数、隧洞通风时间估算函数进行了深入研究,主要的研究内容及成果如下:（1）揭示了隧洞纵向流场中涡流分布区、涡流影响区、流速稳定区的分布规律。基于隧洞压入式通风方式,推导了通风风管漏风率的计算公式,揭示了风量的衰减符合对数函数的变化规律。结果表明隧洞掌子面爆破有害气体的运移规律主要表现为移动和扩散两部分运动。（2）阐明了隧洞内的风流结构与有害气体运移受多种因素的影响关系。分析了隧洞通风时间受不同因素影响的敏感度。基于掌子面附近涡流区流态的复杂性,揭示了不同因素对有害气体运移规律的影响机理。（3）推导了掌子面爆破后隧洞内CO气体随时间与空间分布的数学关系。通过数值试验提出了考虑气体对流作用和扩散作用的计算方法。基于风机风量、隧洞横截面积等变量的CO分布函数,构建了隧洞达到安全浓度所需通风时间的估算函数,以工程实例验证了公式的可靠性。（4）揭示了抽出式通风系统下隧洞掌子面附近炮烟停滞区的分布规律及有害气体的运移机理。阐明了加入射流风机对加速停滞区内有害气体运移的作用机制。基于数值计算结果估算了隧洞在组合式通风下,前压后抽式通风和前抽后压式通风节约的时间成本。提出了改善长压短抽式通风有效风量减小的措施。依据多种通风方式下气流场分布特性与有害气体运移规律提出了环流的通风方式,为工程中通风时间的优化问题提供了借鉴意义。（5）基于隧洞气流场特性与有害气体运移规律,提出了上下游主洞不同掘进深度所需通风时间与施工方案的建议和依据。研究了施工期带有支洞的隧洞在压入式、抽出式、组合式与环流式通风系统下所需的通风时间,分析了隧洞边壁对流经空气在温-湿度耦合作用下的影响机理,为类似工程提供了参考依据。
刘福生[4]（2020）在《基于微震监测的岩爆风险判别及预测预报》文中研究指明深埋隧洞在水利、水电、交通、矿山开采等工程中越来越常见,开挖扰动作用下高地应力、高温度、高水压引起的地质问题也越来越突出。其中岩爆对现场施工人员和设备安全存在巨大的潜在威胁,是深部岩体工程中公认的世界性难题之一。因此,开展岩爆问题的相关研究,推动岩爆防治工作的发展,对现场施工安全具有重要意义。本文以陕西省引汉济渭工程秦岭输水隧洞越岭段岭南工程为背景,将微震监测技术应用于岩爆防治工作中,主要开展了如下工作:（1）开展了基于微震监测技术的引汉济渭工程岭南钻爆法及TBM法开挖工作面的岩爆监测工作,经过不断探索与优化、改进,成功构建了与TBM完全分离的岩爆监测系统,使得岩爆监测与TBM掘进互不影响,大大降低岩爆监测系统的故障率,充分保证了岩爆监测数据的连续性和完整性,该监测系统安装方便、运行稳定、故障率低,非常适合在类似项目中推广应用。（2）对钻爆法和TBM法开挖的工作面累计进行了 20余月的岩爆监测:2017年1月1日～8月25日,钻爆法开挖的4号支洞,总共统计18次岩爆,其中15次预测较准确,占比83.3%,其余3次未能提前预测或预测等级偏低;2017年9月8日～2018年9月30日,TBM法开挖的岭南TBM工作面,总共统计岩爆177次,其中161次预测较准确,占比90.96%,其余16次未能提前预测或预测等级偏低,监测结果获得参建各方好评,并将监测数据作为开挖与支护参数确定的重要参考依据。（3）开展了不同微震监测系统对相同微震事件的监测对比试验,总结出以微震“能量为主,频次、震级、集中度为辅”的岩爆风险判别指标,既简化了判别难度又便于参建各方的理解与应用,有利于基于微震监测技术的岩爆监测工作的进一步推广应用;通过监测数据与现场反馈的对比分析,逐步将指标定量化,推动岩爆风险等级定量化判别工作的发展。（4）开发了岩爆监测数据异常报警系统,当岩爆监测数据出现异常时可通过PC端和微信端同时推送报警信息,使技术人员可以第一时间获知并介入,大大缩短了处理周期,经过现场初步应用,岩爆监测数据异常报警系统可使数据处理和故障维修的时间周期缩短50%以上。（5）基于定量化的岩爆风险判别指标,开发了岩爆风险等级自动判别系统,能根据微震事件的波形处理结果实时给出岩爆风险等级,并可通过PC端和微信客户端实时推送相关信息,该系统可一定程度降低人为因素引起的岩爆风险判别误差,提高岩爆风险判别的客观性,为下一步人工智能的引入奠定基础,经过现场初步应用,岩爆风险等级自动判别系统与经验丰富的技术人员判别结果吻合度较高。
边庆超[5]（2020）在《引水隧洞的岩爆模糊综合预测与防治研究》文中指出岩爆问题是当前岩石力学研究的难点和热点,目前大量的研究工作停留在岩体的应力状态和破坏判据的研究上,对岩爆进行预测的相关研究工作还相对紧缺。因此,开展引水隧洞等的地下工程岩爆的预测与防治方法研究,对于避免因岩爆导致的人身、财产损失,实现科学、经济的地下工程建设,具有重要的理论意义与实用价值。本文以锦屏二级水电站引水隧洞工程为例,针对引水隧洞的岩爆模糊综合预测与防治问题展开了系列研究,取得了一定的研究成果,对于锦屏二级水电站引水隧洞工程后续进行岩爆预测与防治具有一定的理论意义与实用价值,也为其它类似的引水隧洞工程开展岩爆预测与预防提供了参考依据。论文的研究结论与成果包括以下几个方面:（1）通过对现有岩爆资料进行全面分析,结合现场调研和室内测试,对引水隧洞围岩岩爆的模式、分级、预测预报、防治措施等开展深入研究,结果表明锦屏引水隧洞在开挖过程中将产生岩爆,其强烈程度以轻微至中等为主,局部洞段可能发生强烈至极强程度的岩爆。辅助洞岩爆发育特征与长探洞岩爆特征一致。辅助洞内所发生岩爆等级要比长探洞严重,说明在锦屏工程区岩爆存在着一定的尺寸效应。岩石的节理和裂隙比较密集,岩体的总体级别较低,矿岩切割比较严重。（2）从影响引水隧洞等地下工程发生岩爆的主要因素中,选取具有代表性的、可量化的因素,形成评价模型因素集,并基于现有的研究成果,建立了针对岩爆烈度的评价集;然后以锦屏二级水电站引水隧洞工程为例,通过计算各评价模型因素在岩爆烈度评价集上的隶属度与模糊关系矩阵,开展了岩爆烈度及其分布的模糊综合预测,结果表明锦屏二级水电站的引水隧洞自洞口开始的550m范围内均无岩爆,从距洞口 550m开始到8100m的里程范围内存在轻微的岩爆,从距洞口 8100m开始到13500m范围内开始存在中等程度的岩爆,从距洞口 13500m开始到15000范围内存在微弱的岩爆,从距洞口 15000m到16200m范围内存在强烈岩爆,从距洞口 16200m至16670m范围内无岩爆。整个预测结果与工程施工过程中的实际情况相一致,证实了本文方法的正确性。（3）开展了锦屏二级水电站引水隧洞的岩爆防治方法研究。在模糊综合分析预测的基础上,从改善围岩应力,改变围岩性质,加固围岩,改善施工方法及防护,加强施工周期化管理等五个方面提出了引水隧洞的岩爆防治研究方法,对于锦屏二级水电站引水隧洞后续进行安全、高效的施工决策具有重要的理论意义与决策价值。
张肃[6]（2020）在《深埋隧洞围岩-衬砌结构协同承载时变可靠度分析方法与安全评价研究》文中进行了进一步梳理深埋隧洞工程由于其赋存环境及岩体介质的复杂性,不仅受地应力和地下水的影响显着,而且在施工开挖过程中具有强烈的扰动效应,其围岩力学特性和衬砌结构受力皆具有显着的随机性、未确知性。基于确定性分析的结构安全设计方法往往难以全面合理地反映深埋隧洞工程的复杂性;传统的可靠度计算理论则对于由围岩和支护系统构成的地下结构真实的功能函数无法从理论上给出显式表达,从而制约了可靠度计算理论在隧洞工程中的应用。进一步地,施工以及运行过程中荷载与结构抗力随时间的变化客观上影响着深埋隧洞工程的安全性。本文以滇中引水香炉山隧洞为工程依托,在以数理统计方法为核心的可靠度理论基础上,结合均匀设计方法、响应面法和有限元数值模拟方法,借助于《水工隧洞设计规范》（SL 279-2016）中衬砌结构的承载力极限状态函数,构建了围岩和衬砌结构协同承载的荷载效应响应面显式表达式,由此提出了一种深埋隧洞围岩和衬砌结构协同承载的可靠性评价方法,分析了影响联合承载特性的单因素随机变量,辨识了影响围岩和衬砌结构协同承载可靠性的主要因素,并依据围岩荷载随时间逐步释放以及混凝土强度随时间的衰减效应,分别建立了施工期和运行期内围岩隧洞-衬砌结构协同承载的时变可靠度分析方法,从而建立了一整套深埋水工隧洞的安全性评价方法,具体的研究工作及相关结论如下:1)在以数理统计为核心的可靠度理论基础上,综合均匀设计法、响应面法和有限元数值模拟方法,提出了均匀设计-响应面-有限元可靠度分析方法。并在此基础上,依据施工期围岩开挖扰动造成的围岩荷载释放效应,建立了施工期围岩-衬砌结构协同承载的时变可靠度分析方法;依据混凝土材料抗压强度随时间的衰减,建立了隧洞施工完成后运行期的时变可靠度分析方法,将以上三种方法有机结合,形成了一整套深埋水工隧洞的安全性评价方法。2)建立连续介质的水工隧洞围岩-衬砌结构协同承载的三维有限元数值计算模型,模拟钻爆法开挖中围岩开挖与衬砌施作的循环推进;分别计算并分析了埋深、二衬施作时机以及外水荷载对围岩-衬砌结构协同承载受力特性的影响;进一步地对围岩与二衬的相关参数作单一影响因素研究,辨识了各参数对围岩-衬砌结构协同承载受力特性的影响,最终确定了拟合响应面函数时所需要的随机变量。3)依托香炉山隧洞工程钻爆法开挖洞段,实现了从均匀设计-有限元-响应面可靠度分析方法到时变可靠度计算的整个流程,并分析了可靠度指标对各参数变异系数的敏感性。在时变可靠度的计算中,建立了围岩荷载释放效应下衬砌结构内最大轴应力随施工进程的时效变化规律,拟合了该时间段内时变可靠度指标与时变失效概率的函数;通过混凝土抗压强度随时间的衰减,拟合了隧洞完工后长期期限内时变可靠度指标与时变失效概率的函数。4)对香炉山隧洞钻爆法洞段不同工况组合下的围岩和衬砌结构协同承载安全性进行了分析,分别得到不同埋深、不同二次衬砌支护时机、不同外水荷载条件下的围岩和衬砌结构协同承载时变可靠度变化规律,并分析对比了各工况对香炉山深埋水工隧洞安全性的影响。
刘飞[7]（2020）在《引汉济渭深埋隧洞岩爆孕育特征与微震监测预警研究》文中研究说明引汉济渭工程是陕西省的“南水北调”工程,目的为解决关中地区渭河沿岸部分城市水资源短缺问题。秦岭输水隧洞为调水工程三大组成部分之一,首次从底部横穿秦岭,全长81.77 km,穿越秦岭主脊段长约39 km,最大埋深约2000 m。输水隧洞地应力高、开挖扰动强、地质条件复杂,开挖过程中岩爆灾害频繁,严重威胁施工人员人身和设备财产安全,岩爆已成为制约秦岭输水隧洞安全高效开挖的瓶颈问题。岩爆是岩体渐进破坏的过程,微震监测技术能捕捉围岩的微破裂,计算微震事件发生的时间、位置和能量等震源参数,通过分析大量微震事件震源参数的演化特征,可评估岩体损伤状态,进而预测岩爆。本文以微震监测和RFPA数值模拟为主要技术手段,揭示了秦岭输水隧洞岩爆的发生规律,以及岩爆孕育过程中微震事件的时空分布、微震序列和能量释放特征;研究了岩爆孕育过程中微震活动的频谱变化规律,以及岩爆波形的时频和能量特征;模拟了不同尺度结构面破裂可能诱发岩爆的作用机制;提出了洞周隐伏结构面的识别和验证方法,并给出基于定量地震学统计参数的结构面型岩爆前兆信息;评价了能量释放技术在岩爆防控工程应用的效果。研究为引汉济渭工程及其他工程深埋隧洞岩爆的监测、分析、预警和防控提供技术参考,取得主要研究成果如下:（1）根据秦岭输水隧洞的工程布置、地质条件和施工特点,构建可移动式微震监测系统,实现对掌子面开挖卸荷诱发围岩微破裂的实时和连续监测,通过人工敲击试验校正应力波波速,结合快速傅里叶变换在时域和频域对几种常见的震动信号进行波形分析,准确识别有效微震事件,提高围岩稳定性评估和岩爆预测预报的准确性。（2）揭示了秦岭输水隧洞3号洞K33+873.3-K36+979.6洞段298次岩爆的发生规律,分析了沿隧洞轴向和洞周岩爆密集区的成因;基于大量岩爆和微震监测数据,研究了岩爆孕育过程中微震事件的时空分布及其演化规律和微震序列类型,定量分析了不同等级岩爆对应微震事件的能量释放特征,为现场岩爆等级预测提供参考依据。（3）采用快速傅里叶变换和S变换研究了秦岭输水隧洞3号洞连续两次岩爆孕育过程中微震活动的幅频和时频变化规律,寻求岩爆发生的频域前兆信息;根据所选3号洞89次岩爆波形的时频特征,将岩爆波形划分为持续型、单震型和多震型,并运用S变换的逆变换重构岩爆波形信号,研究了不同类型岩爆波形的能量分布特征。（4）采用RFPA软件模拟了不同力学性质大尺度结构面滑移和包含锁固段结构面破裂过程能量释放特征及可能诱发岩爆灾害的机制;将静态载荷和动态扰动作用下围岩的破裂视作一个完整过程,运用RFPA动-静组合版研究了不同位置和产状的洞周结构面对隧洞围岩破坏失稳的作用机制。（5）结构面对岩爆的发生和强度具有重要的控制作用,结构面型岩爆的孕育过程和前兆信息也区别于应变型岩爆。根据秦岭输水隧洞4号支洞大量微震事件在左侧边墙的异常集聚推测隐伏结构面的存在,通过掌子面揭露的照片和微震事件的S波与P波释放能量比值（ES/EP）进行验证;采用每天微震事件个数、平均能量水平（AEL）、能量指数（EI）和事件密度云图结合SSS原理（应力累积、应力释放和应力转移）研究了 3次连续强烈岩爆的孕育过程;以定量地震学统计参数b值为预警指标,分析3次连续强烈岩爆孕育过程中微震活动b值的变化规律,给出结构面型岩爆的前兆信息。（6）研究了秦岭输水隧洞4号支洞和4号洞施工过程中采用钻孔应力解除爆破和洞周径向应力释放钻孔措施主动防控岩爆的工程实践,通过分析现场试验前后围岩微震事件的空间分布和释放能量变化规律评价能量释放技术在岩爆防控中的工程应用效果。
吴云龙[8]（2020）在《水工隧洞光面爆破及对围岩的损伤研究》文中认为针对传统小断面水工引水隧洞开挖方法的隧洞轮廓面成型质量差、围岩扰动破坏大、超欠挖明显,无法满足高效施工,经济施工,安全施工等问题。本文采用理论分析总结、数值模拟、现场试验等方法对水工隧洞光面爆破成洞质量进行研究。论文首先从岩石爆破机理、爆破理论模型、围岩损伤及光面爆破技术的研究现状及理论进行了分析总结。然后以河底水库水工隧洞为工程背景,利用ANSYS/LS-DYNA分析了不同周边孔间距,不同光爆层厚度对光面爆破效果的影响和围岩的扰动情况。得到炮孔连线面贯穿效果随周边孔间距的变化规律、围岩扰动强度和光爆层岩体破碎程度随光爆层厚度变化的规律。确定了适合此次岩性工况下的周边孔间距范围和光爆层厚度范围。最后通过河底水库水工隧洞的现场试验,对比分析了改进后的光面爆破方案和原有爆破方案。得到改进后的光面爆破方案爆破质量良好,提高了隧洞的成洞质量,明显降低超欠挖,提高了围岩的稳定性。改进后方案为项目施工带来了良好的经济效果,验证了通过数值模拟方法改进的光面爆破方案的可行性。为小断面水工输水隧洞开挖施工的质量与安全提供了可借鉴方案。
杨博文[9]（2019）在《基于可拓理论的动态围岩等级判定方法研究》文中指出本文依托中山至阳春高速公路开平至阳春施工段某一隧道工程,针对工程实际中出现的隧道围岩等级判定工作中出现的地质突变和与设计围岩等级不相符的问题,研究了一种基于可拓理论的动态围岩判定方法,提出了一套可行的解决方案。首先,由于隧道工程前期地质勘察工程和现有围岩分级方法的局限性,传统的围岩分级方法不能很好的应对现阶段的隧道开挖工作。比如,RQD法只考虑单一因素;RSR法、RMR法以及国标BQ法虽然考虑了多种因素的影响,但只进行了定性分析,没有定量分析,再者传统方法没有充分考虑施工对围岩稳定性的影响。为解决V型山谷段内地质条件突变这一施工难题,本文结合上述传统分级方法的优点,结合可拓评价围岩的理论提出一套围岩分级方法,这套方法在评级时可以充分考虑施工对围岩稳定性的影响,同时随着隧道进一步的开挖,可将监控数据回代入该方法中,从而实现对围岩等级的实时修正,这样就能实时的、动态的、闭环的评价围岩等级。将上述评级方法运用到工程实际中去,通过与国标BQ法结果相对比,得出可拓评价是可行的,是准确的,并且具有BQ法不具备的客观性、动态性和广泛适用性。同时,在对围岩等级进行实时修正过程验证了上述方法的准确性。综上所述,本文提出的可拓围岩评价方法和对V型山谷段施工优化方案是具有现实参考意义的。
周小阳[10]（2019）在《水工隧洞平行四边形管片衬砌结构受力特性研究》文中提出近些年来,随着区域供调水或跨流域调水工程的出现,需要修建大量的长距水工隧洞,TBM开挖方式和拼装管片衬砌可以降低工程难度、显着提高施工效率和安全性,是长距离隧洞施工方案的主要选择。对于衬砌管片拼装,错缝拼装方式相对于通缝拼装能够较大程度改善管片结构的受力和防渗特性,矩形管片是当前国内外用于错缝拼装的主要管片型式,而本文提出的平行四边形管片,属于一种新型管片,对应管片在每一环段具有相同的拼装顺序和位置,在整环推进的前提下,既保证了错缝效果,又可以具有比矩形管片更为快速的安装速度。但是由于平行四边形管片接缝具有一定倾角,接缝面与隧洞纵轴线不平行,可能会导致管片处于不利的受力状态。因此,本文基于某工程实际,依托ABAQUS有限元计算软件,建立三维地层衬砌结构模型,包含围岩、豆砾石、衬砌及螺栓结构,利用接触模拟管片间、管片与豆砾石间力的传递,全面研究了典型受力条件下平行四边形管片的受力特性,以期为平行四边形管片衬砌结构的应用提供支撑。主要研究内容及结论如下:（1）建立管片接缝倾角为15°的九环衬砌结构模型,研究TBM单护盾工作模式中管片在千斤顶推力作用下的受力特征。根据TBM直行、转弯和上扬/下行等典型姿态,规划了均匀（直行）、右偏心（左转弯）和下偏心（上扬）三种千斤顶推力方案。研究表明:直行状态时,靠近千斤顶的衬砌管片环、纵向接头相交处出现了一定程度的应力集中,接缝沿纵轴向端部呈张开状态,纵轴向中部呈闭合状态,管片间有一定的错位,整体变形协调性较好;右偏心和下偏心时,管片边角处的应力集中状态进一步加强,接缝张开和错位程度较为明显,整体变形协调性较低。（2）建立管片接缝倾角为15°的三环衬砌结构模型,研究内水压力作用下管片衬砌结构受力特征以及局部接缝处有无环向螺栓的影响。在内水压力作用下,管片向外变形,环向应力主要为拉应力,内侧中部应力较大,底部管片凹槽处应力集中且为拉应力最值出现位置;管片接缝均张开,但开度分布不均匀,沿径向外侧开度较大、内侧较小;环向螺栓均受拉,但不同接缝处的螺栓拉应力值差异较为明显。此外,相对于环向螺栓完备的情况,当接缝处无环向螺栓时,会导致接缝两侧管片应力较大区域向远离该接缝一侧偏移,同时该接缝处开度增大,相邻两接缝开度减小。（3）在接缝倾角为15°的三环衬砌结构模型基础上,研究外水压力作用下管片衬砌结构受力特征以及局部接缝处无环向螺栓的影响。在外水压力作用下,衬砌可以作为一个整体承受外水压力,衬砌环向压应力沿径向内侧较大、外侧较小,环向接头部位出现应力集中;管片接缝均呈闭合状态,但压力分布具有一定的不均匀性,沿径向外侧较小、内侧较大;环向螺栓均受压,整体压应力值较小。此外,相对于环向螺栓完备的情况,局部接缝处去除环向螺栓对管片受力和接缝形态基本没有影响。（4）通过改变管片接缝倾角,分别建立两类受力模型:九环模型承担施工期的千斤顶推力作用、三环模型承担运行期的内水压力作用和放空检修期的外水压力作用,研究管片接缝倾斜角度改变对管片结构受力特征的影响。单护盾工作模式下,管片轴向端头承受千斤顶作用,接缝倾斜角度越大,接头部位应力集中现象越严重,变形不均匀程度增加;接缝张开度/压力分布不均匀程度增大。内水压力作用下,管片接缝倾斜角度越大,管片中部内侧拉应力减小,接缝开度与环向螺栓应力也减小,底部凹槽处应力最值增大。外水压力作用下,管片接缝倾斜角度越大,压应力最值略有增大,管片环向接头部位压应力明显减小,接缝压力与环向螺栓应力也有所减小。综上所述:对于平行四边形管片,随着管片接缝倾角增大,在千斤顶推力作用下接头部位应力集中现象加强,各接缝形态差异性增大,对于接头安全和止水不利;在内水压力作用下整体接缝开度、外水压力作用下整体接缝压力均有一定减小,对运行期接缝处防渗和检修期接头受力较为有利。因此,建议平行四边形管片尽量避免在单护盾TBM开挖方式下使用,推荐在双护盾模式下应用,同时对底部管片凹槽进行回填处理,在保证结构安全的条件下,充分发挥其施工速度快的优势。
二、红色地层水工隧洞掘进方法的探索（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、红色地层水工隧洞掘进方法的探索（论文提纲范文）
（1）胶东地区金矿高水压千米深立井井壁设计理论与应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 术语表 |
| 1 引言 |
| 2 选题与文献综述 |
| 2.1 研究背景和意义 |
| 2.1.1 国内外金矿资源的开发与井筒建设 |
| 2.1.2 选题的必要性与意义 |
| 2.2 国内外研究现状 |
| 2.2.1 立井井壁设计的发展历程 |
| 2.2.2 围岩分级理论在地下支护理论的应用与发展 |
| 2.2.3 流固耦合和现代新奥法理论研究发展 |
| 2.3 研究内容、目的与技术路线 |
| 2.3.1 金属矿硬岩井壁设计研究存在的问题 |
| 2.3.2 研究内容、目的和技术路线 |
| 3 基于围岩衬砌统一尺度的力学性能对比试验研究 |
| 3.1 岩石混凝土强度对比试验 |
| 3.1.1 井筒地质与围岩评价 |
| 3.1.2 井筒支护体系材料力学性能试验的研究方案 |
| 3.1.3 力学性能试验数据的处理与分析 |
| 3.1.4 试验参数的进一步研究和讨论 |
| 3.2 岩石混凝土超声波对比试验 |
| 3.2.1 实验目的与实验设计 |
| 3.2.2 混凝土与岩石超声波性能对比研究 |
| 3.3 本章结论 |
| 4 基于流固耦合原理的深立井永久支护力学分析的基础理论研究 |
| 4.1 深立井原岩自重应力场 |
| 4.2 基于达西渗流的流固耦合力学模型解答 |
| 4.2.1 注浆加固的流固耦合数学模型 |
| 4.2.2 注浆加固井筒的流固耦合问题解答 |
| 4.2.3 注浆加固井筒的流固耦合解答验证 |
| 4.2.4 注浆效果对渗流场与应力的影响 |
| 4.3 基于线性与非线性渗流的井筒流固耦合对比研究 |
| 4.3.1 基本假定 |
| 4.3.2 渗流场解推导 |
| 4.3.3 应力场解推导 |
| 4.3.4 应力及流量分析 |
| 4.4 井筒围岩稳定性分析与围岩分级方法 |
| 4.4.1 [BQ]围岩分级 |
| 4.4.2 [BQ]围岩分级的改进和金矿井筒井壁结构分类 |
| 4.5 本章结论 |
| 5 基于围岩锚固的结构力学性能参数等效的模型试验研究 |
| 5.1 基于锚固原理的井筒力学模型理论及参数等效原理 |
| 5.2 相似模拟试验设计 |
| 5.2.1 试验的相似比及相似材料的选择: |
| 5.2.2 实验设备的设计及制作 |
| 5.2.3 监测系统及锚杆 |
| 5.2.4 正交试验设计 |
| 5.3 相似模拟试验过程 |
| 5.4 相似模拟试验数据分析 |
| 5.4.1 围岩的位移分析 |
| 5.4.2 井筒锚固结构参数影响分析与经验修正 |
| 5.5 模型试验的数值分析研究 |
| 5.5.1 预应力全长粘结锚杆数值模型建立的实现方法 |
| 5.5.2 相似模型试验数值模拟研究 |
| 5.6 本章结论 |
| 6 基于广义包神井壁设计理论及应用 |
| 6.1 基于围岩分级与广义包神力学模型的井壁设计理论 |
| 6.1.1 深部无水破碎围岩(IV级)的井壁设计理论 |
| 6.1.2 深部高水压破碎围岩(V级)的井壁设计理论 |
| 6.2 基于涌水量计算的注浆(锚杆)加固范围确定(新城金矿应用) |
| 6.2.1 新城新主井井筒工程概况 |
| 6.2.2 新城金矿新主井锚杆设计参数的确定 |
| 6.3 新型井壁结构设计方案 |
| 6.4 验证井壁设计可靠性及深部井筒力学分析 |
| 6.4.1 深部不同水平的井筒力学建模及分析 |
| 6.4.2 深部井筒设计可靠性验证 |
| 6.5 本章结论 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）富水隧道施工期地下水运移特征模拟及水环境效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 隧道涌(突)水背景 |
| 1.1.2 富水隧道安全及生态环境影响 |
| 1.1.3 本文研究的重要意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究的主要内容及方法 |
| 1.3.2 研究关键技术路线 |
| 1.4 研究区概况 |
| 1.4.1 工程概况 |
| 1.4.2 自然地理概况 |
| 1.4.3 工程地质条件 |
| 1.4.4 水文地质条件 |
| 1.4.5 水化学特征 |
| 2 渗流规律及涌水量计算 |
| 2.1 地下水赋存形式 |
| 2.2 地下水渗流规律 |
| 2.2.1 达西定律 |
| 2.2.2 渗流的连续性方程 |
| 2.2.3 承压水运动的基本微分方程 |
| 2.3 隧道涌水量计算 |
| 2.3.1 隧道涌水量的计算方法 |
| 2.3.2 施作注浆圈和衬砌的隧道涌水量计算公式推导 |
| 2.3.3 仅施作衬砌的隧道涌水量公式推导 |
| 2.3.4 未施作注浆圈和衬砌的隧道涌水量公式推导 |
| 2.3.5 涌水量实例计算及验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 富水隧道不同排放模式下的渗流场特征模拟 |
| 3.1 渗流场模拟的方法 |
| 3.2 三维渗流场模型的构建 |
| 3.2.1 模型构建的步骤 |
| 3.2.2 木寨岭隧道地质概况及水文地质条件 |
| 3.2.3 建立隧址区水文地质概念模型 |
| 3.2.4 三维渗流场模型创建 |
| 3.2.5 无隧道天然状态下渗流场模拟 |
| 3.3 模拟结果分析 |
| 3.3.1 排水模式下渗流场模拟预测 |
| 3.3.2 封堵模式下的渗流场模拟预测 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 地下水渗流场作用下的隧道衬砌水压力分析 |
| 4.1 Flac3D数值模拟方法 |
| 4.1.1 软件概述 |
| 4.1.2 数值计算原理 |
| 4.2 木寨岭隧道分析计算模型构建 |
| 4.2.1 建立分析计算模型 |
| 4.2.2 参数设定及选取 |
| 4.2.3 模拟方案设计 |
| 4.3 模拟结果分析 |
| 4.3.1 开挖前自然流场下的水压力数值模拟分析 |
| 4.3.2 无衬砌注浆的隧道围岩流场水压力模拟计算分析 |
| 4.3.3 完整隧道流场水压力影响因素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 隧道典型施工污染物的地下水迁移特征模拟 |
| 5.1 构建隧道地下水运动数值模型 |
| 5.1.1 木寨岭隧道水文地质概念模型构建 |
| 5.1.2 地下水流数学模型离散及参数确定 |
| 5.2 建立地下水污染物迁移模型 |
| 5.3 石油类污染物模拟结果分析 |
| 5.3.1 施工期7 年内石油类污染物迁移特征分析 |
| 5.3.2 运营期23 年内石油类污染物迁移特征分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 隧道工程施工期地下水环境负效应评价 |
| 6.1 环境效应 |
| 6.1.1 环境效应的定义及分类 |
| 6.1.2 隧道工程地下水环境负效应 |
| 6.2 指标体系的构建 |
| 6.2.1 指标体系分类 |
| 6.2.2 指标体系构建方法 |
| 6.2.3 隧道地下水环境负效应指标体系的构建 |
| 6.2.4 评价结果等级划分 |
| 6.2.5 指标权重确定 |
| 6.3 木寨岭隧道施工期地下水环境负效应评价 |
| 6.3.1 评价方法 |
| 6.3.2 模糊综合评价模型构建 |
| 6.3.3 指标量化及预处理 |
| 6.3.4 负效应评价及结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（3）不同通风方式下隧洞气流场特性及有害气体运移规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 隧洞通风方式及理论 |
| 2.1 施工期通风分类 |
| 2.2 湍流模拟方法 |
| 2.3 湿热传递模型 |
| 2.4 模型边界条件 |
| 3 隧洞压入式通风模拟研究 |
| 3.1 隧洞模型验证 |
| 3.2 隧洞算例分析 |
| 3.3 风管漏风模型计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 隧洞压入式通风影响因素敏感性分析 |
| 4.1 工况设置 |
| 4.2 风管位置分析 |
| 4.3 风管口与掌子面距离分析 |
| 4.4 风管风速分析 |
| 4.5 隧洞断面形态分析 |
| 4.6 综合比较分析 |
| 4.7 有害气体分布函数推导 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 隧洞抽出式及组合式通风模拟研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 抽出式通风 |
| 5.3 加入射流风机通风 |
| 5.4 前压后抽式通风 |
| 5.5 前抽后压式通风 |
| 5.6 长压短抽式通风 |
| 5.7 环形式通风 |
| 5.8 不同方式通风结果比较 |
| 5.9 本章小结 |
| 6 椒溪河隧洞通风模拟研究 |
| 6.1 工程概况 |
| 6.2 风流结构分析 |
| 6.3 有害气体浓度分析 |
| 6.4 安全时间的建议 |
| 6.5 湿热环境分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 一、攻读博士期间发表论文 |
| 二、攻读博士期间参加科研项目 |
| 三、攻读博士期间所获奖励 |
（4）基于微震监测的岩爆风险判别及预测预报（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩爆机理 |
| 1.2.2 岩爆预警方法 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法 |
| 1.5 主要创新点 |
| 2 引汉济渭工程及其岩爆特征 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 工程概况 |
| 2.3 围岩特性 |
| 2.4 花岗岩的岩爆特征 |
| 3 岩爆监测与预警 |
| 3.1 微震监测系统简介 |
| 3.2 4号洞钻爆法岩爆监测 |
| 3.2.1 监测难点及对策 |
| 3.2.2 监测时间 |
| 3.2.3 监测里程 |
| 3.2.4 监测数据 |
| 3.2.5 预测对比 |
| 3.2.6 典型案例 |
| 3.3 岭南TBM (3号洞)岩爆监测 |
| 3.3.1 监测条件 |
| 3.3.2 岭南TBM监测结果 |
| 4 岩爆风险判别指标 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 不同微震监测系统的对比试验 |
| 4.2.1 对比实验方案 |
| 4.2.2 现场试验及结果分析 |
| 4.3 确定岩爆风险判别指标 |
| 4.3.1 现场岩爆监测结果 |
| 4.3.2 对比试验结果 |
| 4.3.3 确定岩爆风险判别指标 |
| 5 岩爆监测报警及判别系统 |
| 5.1 岩爆监测数据异常报警系统 |
| 5.1.1 具体介绍 |
| 5.1.2 现场应用分析 |
| 5.2 岩爆风险等级自动判别系统 |
| 5.2.1 系统简介 |
| 5.2.2 现场应用分析 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（5）引水隧洞的岩爆模糊综合预测与防治研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 相关理论与方法基础 |
| 2.1 岩爆的基础理论 |
| 2.2 岩爆的机理 |
| 2.3 岩爆的动力源分析 |
| 2.4 岩爆的预测方法 |
| 3 引水隧洞工程概况与稳定性评价 |
| 3.1 地理位置 |
| 3.2 工程概况 |
| 3.3 地质条件 |
| 3.4 气象水文条件 |
| 3.5 岩爆问题概述 |
| 3.6 引水隧洞稳定性评价 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 引水隧洞岩爆的模糊综合预测研究 |
| 4.1 岩爆的影响因素 |
| 4.2 建立评价模型因素集 |
| 4.3 建立烈度评价因素集 |
| 4.4 U中各元素在V上的隶属度与模糊关系矩阵 |
| 4.5 评价模型因素权重确定 |
| 4.6 岩爆烈度及其分布的模糊综合预测 |
| 4.7 预测结果分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 引水隧洞的岩爆防治研究 |
| 5.1 改善围岩应力 |
| 5.2 改变围岩性质 |
| 5.3 加固围岩 |
| 5.4 防护、躲避及监测措施 |
| 5.5 加强施工周期化管理 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文主要研究工作总结 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（6）深埋隧洞围岩-衬砌结构协同承载时变可靠度分析方法与安全评价研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 :绪论 |
| 1.1 选题背景及问题的提出 |
| 1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 结构可靠度理论研究现状 |
| 1.3.2 时变可靠度研究现状 |
| 1.3.3 围岩-衬砌相互作用理论研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容和研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 围岩-衬砌结构协同承载可靠度分析方法研究 |
| 2.1 可靠度基本概念和计算方法 |
| 2.1.1 可靠度和极限状态函数 |
| 2.1.2 失效概率与可靠度指标 |
| 2.1.3 JC法的原理和计算方法 |
| 2.1.4 响应面法 |
| 2.2 均匀设计-响应面-有限元可靠度分析方法 |
| 2.2.1 围岩-衬砌协同承载理论 |
| 2.2.2 时不变可靠度分析方法 |
| 2.3 围岩-衬砌结构协同承载时变可靠度分析方法 |
| 2.3.1 时变可靠度原理 |
| 2.3.2 围岩衬砌协同承载的时变可靠度计算 |
| 2.4 围岩-衬砌协同承载的可靠性评价 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 围岩-衬砌结构协同承载受力特性影响因素辨识 |
| 3.1 围岩-衬砌协同承载的有限元计算模型建立 |
| 3.1.1 ABAQUS软件简介 |
| 3.1.2 计算模型的建立 |
| 3.2 围岩-衬砌结构协同承载基本计算结果分析 |
| 3.2.1 围岩变形及应力分布 |
| 3.2.2 二次衬砌内应力分布云图 |
| 3.3 不同条件下围岩-衬砌结构协同承载受力特征分析 |
| 3.3.1 衬砌施作时机对围岩-衬砌结构协同承载受力的影响 |
| 3.3.2 隧洞埋深对围岩-衬砌结构协同承载受力特征影响 |
| 3.3.3 外水压对围岩-衬砌结构协同承载受力特征影响 |
| 3.4 围岩、衬砌参数对围岩-衬砌结构协同承载受力特性影响 |
| 3.4.1 围岩参数对围岩-衬砌结构协同承载受力特性影响 |
| 3.4.2 衬砌参数对围岩-衬砌结构协同承载受力特性影响 |
| 3.4.3 结果分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 围岩-衬砌结构协同承载时变可靠度分析的工程应用 |
| 4.1 滇中引水香炉山隧洞工程简介 |
| 4.2 计算模型和计算条件 |
| 4.3 时不变可靠度分析 |
| 4.3.1 均匀设计及有限元数值试验 |
| 4.3.2 响应面函数的拟合 |
| 4.3.3 计算结果分析 |
| 4.4 时变可靠度分析 |
| 4.4.1 施工期的时变可靠度研究 |
| 4.4.2 运行期的时变可靠度研究 |
| 4.4.3 全生命周期的时变可靠度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 不同影响因子下水工隧洞围岩-衬砌结构协同承载可靠性安全评价研究 |
| 5.1 不同埋深下围岩-衬砌结构协同承载时变可靠度分析 |
| 5.2 外水荷载作用下围岩-衬砌结构协同承载时变可靠度分析 |
| 5.3 不同施作时机下围岩-衬砌结构协同承载时变可靠度分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（7）引汉济渭深埋隧洞岩爆孕育特征与微震监测预警研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 岩爆国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩爆的定义 |
| 1.2.2 岩爆的机理 |
| 1.2.3 岩爆的分类 |
| 1.2.4 岩爆孕育过程和预测 |
| 1.2.5 岩爆的控制 |
| 1.3 微震监测与应用研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 工程背景与微震监测系统构建 |
| 2.1 工程背景与地质条件 |
| 2.1.1 引汉济渭工程概况 |
| 2.1.2 秦岭输水隧洞工程地质特征 |
| 2.1.3 4号支洞工程地质特征 |
| 2.2 微震监测岩爆预测原理 |
| 2.3 秦岭输水隧洞微震监测系统构建 |
| 2.3.1 系统组成及拓扑图 |
| 2.3.2 传感器选型及安装 |
| 2.3.3 微震定位原理及波速校正 |
| 2.4 波形分析与信号识别 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 秦岭输水隧洞岩爆及微震活动特征研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 秦岭输水隧洞岩爆特征 |
| 3.2.1 岩爆的空间分布规律 |
| 3.2.2 岩爆沿洞周分布规律 |
| 3.2.3 岩爆与掌子面距离 |
| 3.2.4 岩爆微震预测结果统计 |
| 3.3 秦岭输水隧洞微震释放能量特征 |
| 3.3.1 不同等级岩爆微震释放能量特征 |
| 3.3.2 不同等级岩爆微震释放能量对比 |
| 3.4 秦岭输水隧洞微震序列特征 |
| 3.5 岩爆孕育过程中微震时空分布规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 微震频谱和岩爆波形时频特征分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 岩爆孕育过程中微震活动幅频变化规律 |
| 4.3 岩爆孕育过程中微震活动时频分析 |
| 4.3.1 时频分析理论 |
| 4.3.2 微震活动时频分析 |
| 4.4 秦岭输水隧洞岩爆波形时频与能量分布特征 |
| 4.4.1 岩爆波形分类与时频分析 |
| 4.4.2 岩爆波形能量分布特征 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 隧洞围岩破坏结构面作用机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 RFPA软件简介 |
| 5.3 大尺度结构面破裂能量释放特征 |
| 5.3.1 断层力学性质对能量释放的影响 |
| 5.3.2 含锁固段结构面破裂能量释放特征 |
| 5.4 动静载荷作用下围岩破坏洞周结构面作用机制 |
| 5.4.1 结构面位置对隧洞围岩破坏的影响 |
| 5.4.2 结构面产状对隧洞围岩破坏的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结构面型岩爆孕育过程及预警研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 隐伏结构面识别与验证 |
| 6.2.1 隐伏结构面识别 |
| 6.2.2 隐伏结构面验证 |
| 6.3 结构面型岩爆孕育过程分析 |
| 6.3.1 4号支洞结构面型岩爆概述 |
| 6.3.2 岩体应力变化的SSS原理 |
| 6.3.3 微震事件个数、能量和能量指数 |
| 6.3.4 微震事件密度云图 |
| 6.4 基于定量地震学的结构面型岩爆预警 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 能量释放岩爆防控技术工程应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 钻孔应力解除爆破工程实践 |
| 7.2.1 4号支洞钻孔应力解除爆破试验方案 |
| 7.2.2 4号支洞钻孔应力解除爆破试验结果 |
| 7.3 高岩爆风险区径向应力释放钻孔工程实践 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点摘要 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）水工隧洞光面爆破及对围岩的损伤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的目的及其意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩石爆破机理研究现状 |
| 1.2.2 光面爆破研究现状 |
| 1.2.3 岩石爆破损伤研究现状 |
| 1.2.4 研究课题的提出 |
| 1.3 研究内容、研究方法及技术路线 |
| 第二章 岩石爆破破坏机理及损伤范围研究 |
| 2.1 岩石爆破机理研究 |
| 2.1.1 爆破载荷作用原理 |
| 2.1.2 岩石爆破理论模型 |
| 2.2 围岩损伤范围的形成机理和判别方法 |
| 2.2.1 围岩损伤范围的形成机理 |
| 2.2.2 围岩损伤范围判别方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 光面爆破岩石损伤数值模拟 |
| 3.1 数值模拟方法基本原理 |
| 3.1.1 LS-DYNA显式算法 |
| 3.1.2 ANSYS/LS- DYNA基本求解过程 |
| 3.1.3 ALE算法基本理论 |
| 3.2 材料本构模型和参数的选取 |
| 3.2.1 炸药的材料模型及其状态方程 |
| 3.2.2 岩石的材料模型 |
| 3.2.3 空气材料模型及状态方程 |
| 3.3 不同周边孔间距对光面爆破效果影响的数值模拟 |
| 3.3.1 计算模型建立 |
| 3.3.2 计算结果分析 |
| 3.4 不同光爆层厚度对光面爆破效果影响的数值模拟 |
| 3.4.1 计算模型建立 |
| 3.4.2 计算结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 河底水库水工隧洞光面爆破现场试验 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.1.1 地质条件 |
| 4.1.2 水文气候特征 |
| 4.1.3 水工隧洞支护设计方案 |
| 4.1.4 工程施工难点与特点 |
| 4.2 原有爆破方案效果分析 |
| 4.2.1 原有爆破方案设计 |
| 4.2.2 原有爆破方案爆破效果分析 |
| 4.3 光面爆破方案效果分析 |
| 4.3.1 光面爆破方案设计 |
| 4.3.2 光面爆破试验效果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）基于可拓理论的动态围岩等级判定方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 隧道围岩等级确认研究现状 |
| 1.3.2 山谷浅埋隧道施工方法优化研究现状 |
| 1.4 主要研究内容及方法 |
| 1.5 主要研究技术路线 |
| 第2章 动态围岩等级确认方法的提出 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 公路隧道常用BQ法 |
| 2.2.1 BQ值的求解 |
| 2.2.2 岩体基本质量指标修正值[BQ]求解 |
| 2.3 基于熵权法和可拓学理论对隧道围岩进行评价 |
| 2.3.1 可拓学评价方法 |
| 2.3.2 评价指标的选取 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 可拓评价围岩等级的工程实际的应用 |
| 3.1 地质自然条件 |
| 3.1.1 地形地貌 |
| 3.1.2 地层岩性 |
| 3.1.3 地质构造 |
| 3.1.4 气象水文 |
| 3.2 勘察设计文件中给定围岩等级 |
| 3.3 隧道V型山谷段围岩可拓分级 |
| 3.3.1 排除初始地应力状态指标 |
| 3.3.2 隧道评价指标的选取 |
| 3.3.3 隧道各指标实测数据 |
| 3.3.4 隧道围岩物元的经典域、节域、待评物元的确定 |
| 3.3.5 运用熵权法对指标权重的计算 |
| 3.3.6 围岩质量等级的判定 |
| 3.3.7 N2围岩段评价结果分析 |
| 3.4 沿线隧道围岩分级对比结果 |
| 3.5 不同围岩等级的材料用量 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 V型山谷段隧道工法选择 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Midas有限元软件简介 |
| 4.3 V型山谷隧道施工工法 |
| 4.4 隧道开挖数值模拟 |
| 4.4.1 模型参数的输入 |
| 4.4.2 有限元模型的建立 |
| 4.4.3 隧道施工工法模拟 |
| 4.5 数值模拟结果 |
| 4.5.1 围岩应力分析 |
| 4.5.2 初期支护受力分析 |
| 4.5.3 围岩位移分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 隧道V型山谷地带台阶法施工参数优化 |
| 5.1 台阶法在不同台阶长度下的位移响应 |
| 5.2 台阶法在不同台阶高度时的内力与位移响应 |
| 5.3 锚杆参数的优化 |
| 5.4 对V型山谷段地表注浆 |
| 5.4.1 洞内围岩变形 |
| 5.4.2 地表沉降 |
| 5.5 台阶法施工方案的确定 |
| 5.6 围岩变形现场监测 |
| 5.6.1 监控量测内容 |
| 5.6.2 非接触式监控量测方法 |
| 5.6.3 洞内围岩位移监测 |
| 5.6.4 监测结果分析与反馈 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单 |
| 致谢 |
（10）水工隧洞平行四边形管片衬砌结构受力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 传统钻爆法和TBM法的比较 |
| 1.1.2 管片型式和拼装方式 |
| 1.1.3 管片衬砌主要荷载 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 隧洞支护结构设计模型 |
| 1.2.2 管片衬砌接头部位模拟 |
| 1.2.3 管片衬砌受力特性研究进展 |
| 1.3 研究内容 |
| 2 研究平台和方法 |
| 2.1 ABAQUS软件 |
| 2.2 摩尔库伦准则 |
| 2.3 接触行为 |
| 2.4 地应力平衡 |
| 3 千斤顶推力作用下平行四边形管片衬砌结构受力分析 |
| 3.1 计算模型和计算方案 |
| 3.2 管片受力模型与接缝受力特征分析 |
| 3.3 隧洞开挖后围岩受力变形情况 |
| 3.4 千斤顶均匀推力作用时管片衬砌受力分析 |
| 3.4.1 管片变形与应力 |
| 3.4.2 CQ-9 环管片与接缝受力分析 |
| 3.4.3 环间推力的纵向传递规律 |
| 3.4.4 接缝面合力变化规律 |
| 3.4.5 典型接缝特征与螺栓应力 |
| 3.5 千斤顶偏心推力作用时管片衬砌受力分析 |
| 3.5.1 千斤顶右偏心推力作用下管片衬砌受力变形 |
| 3.5.2 千斤顶下偏心推力作用下管片衬砌受力变形 |
| 3.6 小结 |
| 4 内水压力作用下平行四边形管片衬砌结构受力分析 |
| 4.1 计算模型和方案设计 |
| 4.2 管片变形与应力分析 |
| 4.3 接缝开度与环向螺栓应力 |
| 4.4 局部接缝螺栓对衬砌结构受力影响讨论 |
| 4.4.1 管片变形与应力分析 |
| 4.4.2 接缝开度分析 |
| 4.4.3 环向螺栓应力对比 |
| 4.5 小结 |
| 5 外水压力作用下平行四边形管片衬砌结构受力分析 |
| 5.1 数值模型和方案设计 |
| 5.2 管片变形与应力 |
| 5.3 接缝压力与环向螺栓应力 |
| 5.4 局部接缝无环向螺栓对衬砌结构受力影响讨论 |
| 5.4.1 管片变形与应力分析 |
| 5.4.2 接缝压力分析 |
| 5.4.3 环向螺栓应力对比 |
| 5.5 小结 |
| 6 接缝倾斜角度对衬砌管片受力影响研究 |
| 6.1 千斤顶推力作用下管片接缝倾斜角度敏感性分析 |
| 6.1.1 管片变形与应力分析 |
| 6.1.2 环间推力的纵向传递规律 |
| 6.1.3 接缝面合力变化规律 |
| 6.1.4 典型接缝特征 |
| 6.1.5 环向螺栓应力 |
| 6.2 内水压力作用下管片接缝倾斜角度敏感性分析 |
| 6.2.1 管片变形与应力 |
| 6.2.2 接缝开度与环向螺栓应力 |
| 6.3 外水压力作用下管片接缝倾斜角度敏感性分析 |
| 6.3.1 管片变形与应力分析 |
| 6.3.2 接缝压力和环向螺栓应力 |
| 6.4 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的科研成果 |
| 致谢 |
四、红色地层水工隧洞掘进方法的探索（论文参考文献）
- [1]胶东地区金矿高水压千米深立井井壁设计理论与应用[D]. 徐衍. 北京科技大学, 2021
- [2]富水隧道施工期地下水运移特征模拟及水环境效应[D]. 张洪伟. 兰州交通大学, 2021(01)
- [3]不同通风方式下隧洞气流场特性及有害气体运移规律研究[D]. 常晓珂. 西安理工大学, 2020(01)
- [4]基于微震监测的岩爆风险判别及预测预报[D]. 刘福生. 西安理工大学, 2020(01)
- [5]引水隧洞的岩爆模糊综合预测与防治研究[D]. 边庆超. 山东科技大学, 2020(06)
- [6]深埋隧洞围岩-衬砌结构协同承载时变可靠度分析方法与安全评价研究[D]. 张肃. 长江科学院, 2020(01)
- [7]引汉济渭深埋隧洞岩爆孕育特征与微震监测预警研究[D]. 刘飞. 大连理工大学, 2020(07)
- [8]水工隧洞光面爆破及对围岩的损伤研究[D]. 吴云龙. 昆明理工大学, 2020(05)
- [9]基于可拓理论的动态围岩等级判定方法研究[D]. 杨博文. 湖南科技大学, 2019(05)
- [10]水工隧洞平行四边形管片衬砌结构受力特性研究[D]. 周小阳. 武汉大学, 2019(09)