1、 中国矿业大学 2011 届本科生毕业论文 第 1 页中 国 矿 业 大 学本 科 生 毕 业 设 计姓 名： 杨高宇 学 号： 05072189 学 院： 资源与地球科学学院 专 业： 地质工程 07-5 班 设计题目： 专 题： 指导教师： 孙强 职 称： 讲师 2011 年 6 月 地点：徐州中国矿业大学 2011 届本科生毕业论文 第 2 页中国矿业大学毕业设计任务书学院 资源学院 专业年级 地质 07-5 班 学生姓名 杨高宇 任务下达日期： 2011 年 3 月 15 日毕业设计日期： 2011 年 3 月 20 日至 2011 年 6 月 15 日毕业设计题目：毕业设计专题题目：
2、毕业设计主要内容和要求：院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学 2011 届本科生毕业论文 第 3 页中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学 2011 届本科生毕业论文 第 4 页中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在
3、问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学 2011 届本科生毕业论文 第 5 页中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学 2011 届本科生毕业论文 第 6 页中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体
4、评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学 2011 届本科生毕业论文 第 7 页中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 正 确基 本正 确有 一般 性错 误有 原则 性错 误没 有回 答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日中国矿业大学 2011 届本科生毕业论文 第 8 页摘 要中国矿业大学 2011 届本科生毕业论文 第 9 页ABSTRACT中国矿业大学 2011 届本科生毕业论文 第 10 页1 绪论1.1 引言我国是一个
5、多山国家，山地和丘陵占国土面积的三分之二，同时又是一个人多地少的国家。为了满足社会与经济发展日益增长的需求，我国在向空中发展的同时，隧道和地下空间的开发也不断地向深部发展。在西部各省区，隧道和地下空间的发展更是国家西部大开发战略的迫切需要，西部交通条件的改善、丰富水利资源的开发与利用、南水北调工程等，这些都不可避免地涉及到隧道和地下空间的开挖和修建以及有关这些地下工程的稳定性和可靠性评价研究。其中，深埋特长隧道工期长、造价高，施工难度大，且多为穿越山岭等地质构造复杂区域，有深埋特长隧道特有的高地应力、硬岩岩爆、围岩大变形、高压涌水等关键问题。随着岩体力学、地下工程、结构工程等多学科的快速发展，
6、国内外学者在卸荷岩体力学、工程岩体破坏机制、深埋岩体热力水的相互作用、非线性科学及其它软科学理论方面虽然已取得了很大的成绩，然而随着交通建设、水电工程建设、能源矿产资源开发和城市地下交通和地下空间的快速发展，隧道和地下空间的开发也不断地向深部发展，埋深增加、跨度和长度增大，能量场逐渐由保守场转为耗散场，地应力、温度和地下水渗透压将进一步增加，岩爆风险将进一步加大，另外，还可能出现塌方、岩溶塌陷、有害气体及瓦斯突出、活断层等地质灾害。这些问题是当前国际岩石力学研究的难点和热点，这些带根本性的问题并未得到很好的解决。况且，深埋隧道围岩破坏是一个复杂的非平衡、非线性的演化过程，由于岩石材料的非均匀性
7、，理论上很难对其构成特征作准确的描述，目前更多的工作停留在应力状态和破坏判据的研究上，对深埋隧道围岩破坏过程的理论研究工作并不多见，国内外虽然通过大量岩石（体）破裂的相关实验对其进行了一定程度的研究，但对深埋隧道围岩破坏的相关机理仍然缺乏深入的认识，许多问题需要进一步深入研究。由此可见，开展对深埋隧道围岩破坏过程及其相关机理的研究非常必要且十分重要。从岩石力学角度讲，大深度开采诱发的一个突出问题就是岩爆，岩爆问题就是脆性围岩的破坏问题，脆性围岩的破坏规模就是岩爆发生概率的表征52，随着深度的增加，岩爆问题日益突出124 。自 18 世纪 30 年代末英国锡矿岩爆被首次报道以来，世界范围内已有前西德、南非、中国、前苏联、波兰、捷克、匈牙利、保加利亚、奥地利、美国、意大利、瑞典及挪威等国家的岩爆记录最多。近 20 多年来，我国天生桥水电站引水隧洞、岷江太平驿电站引水隧洞、锦屏水电站勘探平硐、二滩水电站引水隧洞、西康铁路秦岭特长隧道 II 线平导及川藏公路二郎山隧道等一大批长大隧道工程相继发生突发性严重岩爆，使得隧道施工防不胜防，爆裂破坏所造成的岩块（片）则可以爆裂松脱、爆裂剥离、爆裂弹射或抛掷等不同方式脱离母岩体，直接威胁施工人员、设备和地下工程的安全，严重影响了工程进度125,126 。南非金矿的开采深度目前是世界上最大的，平均在 2000m 以上，本世纪计划开采到
