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隧道工程具有隐蔽性,经常穿越多种不良地质体,受地质环境影响严重。场区断层破碎带因构造发育、受力复杂、均匀性差,常易引发围岩失稳坍塌、突发性涌水等严重地质灾害而成为隧道施工的关键不良地质构造。因不良地质问题造成设备损毁、工期停滞,甚至人员伤亡的重大工程事故屡见不鲜,给经济发展和社会生活带来了严重影响。 论文在我国西南山区大兴高速公路网的热潮下,针对断层破碎带的隧道围岩稳定性影响开展深入研究,不仅应隧道工程安全高效建设之所需,同时也给全国高速公路网的快速建成添砖加瓦,具有重要的理论意义及工程应用价值。通过现场测试、理论分析、数值模拟等多种手段相结合的方式开展了断层破碎带等主要不良地质体在隧道围岩变形特征、破坏模式、扰动范围等方面的具体研究。论文完成的工作主要包括以下方面: 一、系统梳理了隧道围岩稳定性理论及分析方法,重点展开了对断层破碎带工程特性及其结构特征的研究。 二、结合二广高速湖南常德至安化公路先锋隧道工程,总结出断层破碎带在地质雷达探测图像中的典型表征方式;理论分析了穿越断层隧道施工的围岩变形模式及特征;同时运用数值分析方法对隧道穿越断层施工过程进行模拟,所得结果基本吻合实测数据。 三、针对不同产状、不同宽度、与隧道轴向不同交切关系的断层进行三维数值模拟,分析研究了上述各要素对隧道施工过程中围岩变形特征及扰动范围的影响规律。