本文關(guān)鍵詞：巖溶儲(chǔ)氣長(zhǎng)隧道工程地質(zhì)系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

[博士]巖溶儲(chǔ)氣長(zhǎng)隧道工程地質(zhì)系統(tǒng)研究
　　學(xué)科專(zhuān)業(yè)： 巖土工程
　　授予學(xué)位： 博士
　　學(xué)位授予單位：西南交通大學(xué)
　　學(xué)位年度：2005
　　 巖溶儲(chǔ)氣長(zhǎng)隧道工程建設(shè)中地下水、天然氣及其它不良工程地質(zhì)條件對(duì)隧道施工安全、工程質(zhì)量、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定具有重要的控制作用，往往是巖溶山區(qū)長(zhǎng)隧道工程建設(shè)的控制性因素。本文結(jié)合渝(重慶)一懷(化)鐵路線圓梁山隧道工程地質(zhì)研究，從巖溶作用、石油天然氣問(wèn)題、環(huán)境影響三個(gè)方面對(duì)巖溶儲(chǔ)氣長(zhǎng)隧道工程地質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，初步建立了一套研究體系和基本理論框架。主要取得了以下成果：
　　 一是巖溶地質(zhì)研究。
　　 (1)碳酸鹽巖區(qū)的化學(xué)熱力學(xué)研究。分析了巖溶地下水的碳酸與二氧化碳分壓對(duì)巖溶作用產(chǎn)生與發(fā)展的影響；應(yīng)用多組分綜合分析方法，采用地下水全分析結(jié)果設(shè)計(jì)了五個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式，通過(guò)活度、反應(yīng)平衡常數(shù)及吉布斯自由能之間關(guān)系的熱力學(xué)關(guān)系及二氧化碳?xì)怏w分壓，構(gòu)建了評(píng)價(jià)地下水侵蝕性的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)判據(jù)。準(zhǔn)確地分析出地下水的侵蝕性。為工程實(shí)踐提供了一種新的地下水侵蝕性分析、評(píng)價(jià)方法；并分析了地下水對(duì)混凝土的碳酸型、硫酸鹽型與硫氫酸型侵蝕以及混凝士中堿一骨料反應(yīng)。
　　 (2)碳酸鹽巖區(qū)的巖溶動(dòng)力學(xué)研究。根據(jù)礦物溶解與沉淀的關(guān)系，將巖溶儲(chǔ)氣長(zhǎng)隧道分成深埋與開(kāi)挖兩個(gè)區(qū)域，依據(jù)確定的化學(xué)模型，利用水質(zhì)的相對(duì)和絕對(duì)含量，運(yùn)用化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論和相關(guān)分析方法進(jìn)行溶蝕量或溶蝕模數(shù)的計(jì)算，得出隧道深埋區(qū)溶蝕總模數(shù)比隧道開(kāi)挖區(qū)大10多倍的結(jié)論；采用化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)與地下水動(dòng)力學(xué)理論相結(jié)合方法，給出了碳酸鹽巖區(qū)水動(dòng)力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型，以及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算公式。
　　 (3)巖溶突水突泥研究。討論完善了巖溶突水突泥的定義，分析了巖溶突水突泥的基本特征與分類(lèi)；應(yīng)用斷裂力學(xué)原理研究了巖溶突水突泥中的水力劈裂作用，得出深埋巖體為II型裂紋擴(kuò)展，給出了II型裂紋擴(kuò)展的臨界水頭值的計(jì)算公式和裂隙張開(kāi)度在壓裂作用下的計(jì)算公式；通過(guò)突水突泥破壞性分析，計(jì)算了圓梁山隧道“9．10”特大突泥事故沖擊力。并應(yīng)用離散單元法對(duì)突水突泥的突出過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，動(dòng)態(tài)地再現(xiàn)了圓梁山隧道突水突泥運(yùn)動(dòng)過(guò)程。
　　 二是石油天然氣地質(zhì)研究。巖溶儲(chǔ)氣長(zhǎng)隧道施工中發(fā)生的天然氣突出不僅包括揭煤過(guò)程中的瓦斯突出，更主要的危害是石油天然氣等非伴煤型天然氣突出。以圓梁山隧道進(jìn)13端為例，分析了圓梁山隧道進(jìn)13端天然氣蘊(yùn)藏特征、天然氣運(yùn)移的宏觀與微觀機(jī)理：給出了天然氣運(yùn)移、擴(kuò)散的數(shù)學(xué)模型；采用氣一固耦合的離散單元法研究了天然氣突出對(duì)隧道建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的危害：最后，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)資料，分析了圓梁山隧道內(nèi)有毒有害氣體的種類(lèi)并評(píng)價(jià)了空氣質(zhì)量，提出了防護(hù)措施。
　　 三是環(huán)境問(wèn)題研究。定義了長(zhǎng)隧道巖溶環(huán)境與工程環(huán)境，總結(jié)了長(zhǎng)隧道巖溶環(huán)境和長(zhǎng)隧道工程環(huán)境的基本特點(diǎn)，研究了長(zhǎng)隧道巖溶環(huán)境、工程環(huán)境系統(tǒng)及由于隧道工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響：分析了長(zhǎng)隧道巖溶塌陷的形成條件及特征，并提出了其分類(lèi)方式；研究了巖溶儲(chǔ)氣長(zhǎng)隧道工程建設(shè)對(duì)環(huán)境影響的表現(xiàn)形式及由此帶來(lái)的危害。
　　 同時(shí)，，從工程應(yīng)用的角度，總結(jié)了工程地質(zhì)預(yù)報(bào)方法；并對(duì)圓梁山隧道進(jìn)行了工程地質(zhì)預(yù)報(bào)，取得了良好的工程地質(zhì)預(yù)報(bào)效果。
　　

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