鉆孔水壓致裂法在隧道地應(yīng)力測(cè)試中的應(yīng)用
22000字 40頁(yè)


摘要
深埋隧道往往存在高地應(yīng)力聚集現(xiàn)象，高地應(yīng)力工程病害主要表現(xiàn)為隧道開挖后洞內(nèi)發(fā)生巖爆、軟巖大變形等。通過選擇適當(dāng)位置，開展鉆探深孔內(nèi)地應(yīng)力的測(cè)試和計(jì)算，預(yù)判隧道開挖后可能發(fā)生巖爆或軟巖大變形段落，對(duì)指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)和施工中采用最佳斷面幾何形狀、最佳隧道支護(hù)和襯砌起著重要的作用。
由于巖體天然應(yīng)力是一個(gè)非可測(cè)的物理量，它只能通過兩側(cè)應(yīng)力變化而引起的諸如位移、應(yīng)變或電阻、電感、波速等可測(cè)物理量的變化值，然后基于某種假設(shè)反算出應(yīng)力值。鉆孔水壓致裂法是目前測(cè)量地殼深部地應(yīng)力的唯一方法，前提是:①巖石為線彈性各向同性。②巖石是非滲透性的。③巖石中有一主應(yīng)力分量與鉆孔軸線平行。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，繪制壓力與時(shí)間關(guān)系曲線，按彈性力學(xué)理論計(jì)算出地應(yīng)力值。與其他應(yīng)力測(cè)試方法相比，鉆孔水壓致裂法不需要套心，不受測(cè)量深度限制，不需要使用應(yīng)變計(jì)或者變形計(jì)，實(shí)測(cè)的范圍較大，且不必知道巖體的彈性參數(shù)，因此，在鐵路隧道地應(yīng)力測(cè)試中，鉆孔水壓致裂法得到了廣泛的應(yīng)用。
本文通過對(duì)巖體天然應(yīng)力的經(jīng)典分析，聯(lián)系地應(yīng)力的測(cè)試方法，詳解鉆孔水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試原理、方法、技術(shù)和存在問題，結(jié)合地應(yīng)力鉆孔施工工藝，取得了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膸r體力學(xué)數(shù)據(jù)，通過分析判斷，為鐵路隧道深孔勘察設(shè)計(jì)、施工提供可靠的科學(xué)依據(jù)。通過理論結(jié)合實(shí)踐的方法使理論更好地服務(wù)于實(shí)踐，同時(shí)也使實(shí)踐更好地指導(dǎo)理論。
關(guān)鍵詞：巖體天然應(yīng)力；地應(yīng)力測(cè)試；鉆孔水壓致裂法；鉆進(jìn)工藝；應(yīng)用研究


Abstract
There always exits aggregation of high stress in deep tunnel.. High stress engineering disaster mainly occurs as the tunnel excavation of rock blasting, soft rock deformation and so on inside the cave. By choosing the appropriate location to carry out drilling deep stress testing and calculation of the Mainland, to judge the tunnel excavation or rock burst may occur after large deformation of soft rock passages, to guide the design and construction of the tunnel section with the best geometry of the best tunnel support and play an important role in lining.
As the rock mass stress is a non-measurable physical quantities, it can only be calculated based on some hypothetical by some changes value.and then calculated based on a hypothetical anti-stress value. Drilling hydraulic fracturing method is the only way to the measurement of deep crustal stress provided that: ① the linear elastic of the rocks is isotropic. ②rock is non-permeable. ③a component of principal stress axis is parallel with the drilling in rock. According to test results, we can render the pressure and time curve and then calculate the stress according to the theory of elasticity to stress. Compared with other stress testing methods, drilling hydraulic fracturing method does not require the sets of heart and without measurement of the depth limit,It either needn’t the use of strain gauges or distortion meter and measured a larger area, and do not know the elastic parameters of rock mass, Therefore, drilling hydraulic fracturing method has been widely used in the railway tunnel stress testing.
Based on the classic analysis of rock- natural stress and contacted with the stress testing methods, this thesis put forward research and outlines the drilling hydraulic fracturing stress testing principles, method, technique and existed problem . Combined with the stress drilling technology ,it has got some scientific rock -mechanics data. By analyzing the judge, it provided reliable scientific evidence for the railway tunnel hole survey, designing and construction.. The theoretical method of combining practice and theory to better serve the practice, but also to better guide to practice theory.
Key words: Rock natural stress;Stress testing; Drilling hydraulic fracturing method; Drilling process; Engineering applicationss


目 錄
第一章 緒論 1
第一節(jié) 課題的提出及研究意義 1
第二節(jié) 鉆孔水壓致裂法測(cè)試的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 1
第三節(jié) 地應(yīng)力測(cè)試在巖土工程中的重要意義 3
第四節(jié) 研究思路與方法 4
第二章 巖體中的地應(yīng)力 5
第一節(jié) 地應(yīng)力概述 5
第二節(jié) 地應(yīng)力的分區(qū)性（以中國(guó)為例） 6
第三節(jié) 巖體中天然應(yīng)力的分布特征 7
第四節(jié) 天然應(yīng)力狀態(tài)及影響因素 9
第三章 鉆孔水壓致裂法測(cè)試及地應(yīng)力估算 11
第一節(jié) 常用地應(yīng)力測(cè)試方法 11
第二節(jié) 鉆孔水壓致裂法原理 14
第三節(jié) 基本理論和計(jì)算公式 15
第四節(jié) 地應(yīng)力的估算 17
第四章 鉆孔水壓致裂法測(cè)試的工程應(yīng)用 21
第一節(jié) 工程地質(zhì)概況 21
第二節(jié) 鉆孔的布置與選擇 21
第三節(jié) 鉆孔鉆進(jìn)工藝 24
第四節(jié) 測(cè)試設(shè)備與步驟 27
第五節(jié) 測(cè)試結(jié)果與分析 30
第五章 結(jié)束語(yǔ) 32
致謝 34
參考文獻(xiàn) 35



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