長大隧道超前巖體性質(zhì)的綜合預(yù)測與隧道LDP變化規(guī)律的研究.pdf

1、長大隧道在施工過程中會遇到復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，為了防止地質(zhì)災(zāi)害和工程事故的發(fā)生，非常有必要進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報。然而，只采用一種方法進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報，其預(yù)報準(zhǔn)確率往往不高；因此，需要運用多種地質(zhì)預(yù)報方法，相互驗證，綜合分析，才能獲得較準(zhǔn)確的預(yù)報結(jié)果。本文綜合了超前地質(zhì)鉆預(yù)報方法、隧道地震波預(yù)測方法(TSP)、地質(zhì)雷達(dá)探測方法(GPR)，對隧道掌子面前方巖體的性質(zhì)和空間位置進(jìn)行了預(yù)測。 在隧道工程中，巖體的物理力學(xué)參數(shù)是計算和設(shè)計的重要數(shù)

2、據(jù)，常規(guī)的確定方法是鉆孔取芯，然后通過試驗測定各種參數(shù)。然而，這種方法由于取芯資料較少，不能代表自然條件下大范圍內(nèi)的巖體性質(zhì)，而且要花費大量的人力、時間和金錢。本文中，作者結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報資料，提出了通過沖擊鉆鉆速、地震波波速預(yù)測巖體參數(shù)的方法，彌補了鉆孔取芯方法的不足。 隧道的縱向變形曲線(longitudedisplacementprofile，簡稱LDP)是隧道工程領(lǐng)域的一個研究熱點，但多年來的研究一直集中在同種介質(zhì)中開挖

3、時的隧道LDP上，本文研究了在多種巖層分布情況下開挖時的隧道LDP的變化規(guī)律。顯然，這與實際的工程情況更加吻合。同時討論了隧道LDP變化規(guī)律在超前地質(zhì)預(yù)報中的應(yīng)用。 論文首先研究了超前地質(zhì)鉆預(yù)報的現(xiàn)場應(yīng)用，總結(jié)了有關(guān)的規(guī)律。然后，采用了理論分析和統(tǒng)計分析的方法，通過采用簡化的沖擊鉆鉆速模式、考慮了動、靜碎巖的不同情況，考慮了多個鉆齒的相互影響，建立了沖擊鉆鉆速和巖體的物理力學(xué)參數(shù)的關(guān)系，建立了鉆速和巖體類別、巖體BQ的關(guān)系。

4、 其次，研究了TSP方法的現(xiàn)場應(yīng)用情況，采用現(xiàn)場數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析方法，建立TSP波速和巖體密度、抗壓強(qiáng)度、巖體完整性系數(shù)等參數(shù)的經(jīng)驗公式，最后建立了TSP波速和巖體類別、巖體BQ的經(jīng)驗關(guān)系。 第三，采用模糊綜合評判的方法，綜合超前地質(zhì)鉆預(yù)報方法、TSP方法、GPR方法的預(yù)報成果，對掌子面前方巖體的軟硬程度、節(jié)理發(fā)育程度、富水程度進(jìn)行了預(yù)測，對前方巖體的位置也進(jìn)行了綜合預(yù)報，并與實際開挖發(fā)現(xiàn)的巖體情況進(jìn)行了對比分析。 最