深埋隧道中地震波場(chǎng)特征的數(shù)值模擬研究.pdf

1、在隧道施工中經(jīng)常出現(xiàn)預(yù)料不到的地質(zhì)災(zāi)害，如塌方、軟弱破碎帶、節(jié)理發(fā)育圍巖、斷層、高應(yīng)力、冒頂、涌水、涌泥(沙)、泥石流、高瓦斯、強(qiáng)地震帶和高低溫等問(wèn)題，故在施工期進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)就顯得尤為重要。
　　 本論文首先介紹了國(guó)內(nèi)外常用的隧道超前預(yù)報(bào)的方法及其原理，各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)在隧道超前預(yù)報(bào)中的實(shí)際應(yīng)用可以看出，實(shí)踐已經(jīng)向前走了很大一步，總體水平還處于發(fā)展之中，不完全成熟，需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善，預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和可靠性還有待提高。

2、實(shí)際方法應(yīng)用中，基于地震反射波法的隧道超前預(yù)報(bào)占有較大比重，這就要求在理論上對(duì)隧道地震反射波法進(jìn)行研究。本文采用有限元數(shù)值模擬軟件模擬深埋隧道中地震波場(chǎng)特征，從在理論上對(duì)基于反射地震的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)提供指導(dǎo)。本文采用雷克子波模擬震源，討論了一維加載方式震源和二維加載方式震源對(duì)地震波場(chǎng)的影響，得出二維震源加載方式模擬水平位移和豎直位移的方向性很強(qiáng)，能量分布均勻，合成位移基本上呈半球狀在地下均勻半空間傳播。
　　 利用二維震源加載方式

3、模擬隧道中邊墻放炮和掌子面放炮兩種觀測(cè)方式的隧道波場(chǎng)特征，邊墻放炮中的沿隧道邊墻產(chǎn)生的面波遇到掌子面轉(zhuǎn)化成橫波、轉(zhuǎn)換橫波遇到斷層界面反射回掌子面時(shí)轉(zhuǎn)化成面波沿隧道邊墻傳播。隧道掌子面放炮特點(diǎn)，隧道掌子面放炮的隧道波場(chǎng)特征比較簡(jiǎn)單，可以比較清晰的判別前方反射界面的位置。掌子面放炮隧道模型分析中，縱波反射占優(yōu)，橫波在彈性界面處大部分能量發(fā)生透射；通過(guò)兩種地震記錄的分析可以看出，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該加強(qiáng)多波多分量地震信號(hào)采集，加強(qiáng)多波多分量地震記錄