深埋隧道tbm施工岩爆孕育机理研究

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1、硕士学位论文深埋隧道TBM施工岩爆孕育机理研究MechanismsofRockBurstInducedbyTBMConstructioninDeepTunnel作者：朱双双导师：王连国教授中国矿业大学二○一五年五月中图分类号学校代码10290UDC密级公开国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB046905)国家自然科学基金项目(51404245、51323004)教育部博士点基金(20130095110018)中国矿业大学硕士学位论文深埋隧道TBM施工岩爆孕育机理研究MechanismsofRockBurstInducedbyTBMConstructi

2、oninDeepTunnel作者朱双双导师王连国教授申请学位工学硕士培养单位力学与建筑工程学院学科专业工程力学研究方向采动岩体力学与工程答辩委员会主席评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生朱双双在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢衷心感谢我的恩师—王连国教授，本文的研究工作是在王老师的悉心指导下完成的，从论文的选题到撰写和定稿，无不倾注了王老师的心血与汗

3、水。王老师宽广开阔的学术视野、严谨负责的科研态度、尽善尽美的工作作风和宽容豁达的师长风范使我深受感染，推崇备至。三年来，王老师不仅在科研方面对我耐心指导，使我在学业方面有了长足的进步，而且在为人处事方面谆谆教诲、以身作则。学高为师，身正为范，这耳濡目染的熏陶，无疑将是我今后人生道路上一笔宝贵的财富。位卑未敢忘师恩，值此论文完成之际，谨向王老师表示诚挚的敬意和衷心的感谢，祝愿他和师母身体健康，生活幸福！感谢陆银龙老师对我论文的完成给予的无私帮助和指导，三年来，陆师兄在我的学习和生活方面给予了很多的帮助和鼓励，师兄优秀的做人和做学问的品质永远是我学习的榜样，衷心祝福陆师

4、兄工作顺利、事业有成！感谢力学系所有老师和研究生在我求学过程中给予的关怀和帮助。尤其感谢茅献彪教授、陈占清教授、白海波教授、陈荣华教授、马占国教授、浦海教授、赵玉成教授、卢爱红教授、冯梅梅副教授等在科研和学习中的悉心指导和帮助。感谢黄耀光博士、张继华博士、蒋邦友博士、欧苏北硕士、侯化强硕士、韩猛硕士、邢松涛硕士、李正立硕士、端宁硕士、王俊硕士、孙海洋硕士、李兆霖硕士、张扬硕士等同门师兄弟在学习和生活上给予的关心和帮助，与你们一起在矿大的这段欢乐时光，值得我永生的珍视和怀念。感谢我的室友孙小康博士、胡敏军硕士、张洪庆硕士，跟大家的朝夕相处，一起求学日子里相互间的鼓励和

5、帮助，让我的生活充满微笑与感动。特别感谢我远在家乡的父母和亲人，漫长的求学生涯，倾注了你们数十年的培养和默默的期待，并为此付出了太多的心血，舐犊情深，儿子永远难以报答，唯有努力拼搏、奋力进取。祝愿你们健康长寿！感谢本论文所引用文献的各位作者，感谢学位答辩委员会的各位专家对本论文的评审，感谢学位论文评阅人为本论文的评阅所付出的劳动！所有的感谢都将化成为人生前进的动力，鞭策我在今后的岁月中激流勇进，为实现自己的价值奋勇航行！朱双双2015年5月摘要TBM掘进是我国深埋隧道施工的必然发展趋，由于深埋隧道位于复杂的高应力环境中，深埋隧道TBM掘进将面临岩爆等工程灾害的严峻挑

6、战。研究TBM施工过程中岩爆孕育机理对于保障我国深部隧道安全建设具有十分重要的意义。本文以深埋隧道TBM施工岩爆灾害为研究背景，综合运用现场调研、理论分析及数值模拟相结合的方法，对深埋隧道TBM施工岩爆孕育机理进行系统研究，取得如下研究成果：（1）基于深埋隧道TBM施工岩爆灾害现场统计数据，分析了深埋隧道TBM施工岩爆灾害的典型特征及影响因素，划分了深埋隧道TMB施工岩爆灾害的类别，提出了深埋隧道TBM施工岩爆灾害关键控制指标体系。（2）运用FLAC3D建立了深埋隧道TBM施工三维数值计算模型，分析了TBM施工过程中隧道围岩能量演化规律；在此基础上，利用弹性力学理论

7、和能量原理，建立了基于弹性应变能密度的TBM施工岩爆判据以及基于弹性应变能密度径向梯度的岩爆位置判据。（3）基于建立的深埋隧道TBM施工三维数值计算模型以及岩爆能量判据，系统研究了不同埋深、侧压系数、TBM掘进速度、围岩岩性及岩层结构等因素对深埋隧道TBM施工围岩应力场及能量场分布的影响规律，揭示了深埋隧道TBM施工岩爆孕育机理，为深埋隧道TBM施工岩爆预测提供了一定的依据。（4）以某深埋TBM施工隧道的具体工程地质条件为背景，对TBM施工诱发的隧道岩爆灾害风险进行了分析与评估，有针对性地提出了该TBM施工隧道岩爆灾害的预防与控制措施，为保障该隧道顺利掘进提供了