深井软岩硐室底臌机理及控制技术研究的开题报告.docx

深井软岩硐室底臌机理及控制技术研究的开题报告
一、选题背景及意义
建设地下空间已成为当前城市规划和社会发展的必然趋势，特别是在人口稠密的城市，地下空间可以为城市提供更多的发展空间和各种功能的服务，例如地下商场、地下停车场、地下工厂、地下垃圾处理中心等，以及地下交通枢纽和交通轴线的建设，这些都需要在地下岩土中建造深井硐室以实现。然而深井软岩硐室是最具挑战性的工程之一，其中特别是底臌问题（亦称底鼓）是岩土工程中的一个难点问题，其特征为围岩底部开裂脱落，致使岩体内部受到挤压而导致底部凹陷，给工程安全带来严重威胁。
该问题的解决需要深入研究深井硐室与围岩的相互作用，更加深入地了解深井软岩围岩的力学特性和刚度变化规律，在此基础上，针对底臌引起的岩体应力分布的变化及其破坏机理，进行应力分布的数值模拟与分析，并开展预防和治理措施的研究，以确保工程施工和运营的安全性和可持续性，同时为深井硐室的建设提供技术支持。
二、研究内容和方法
1.对深井硐室与围岩的相互作用进行实际工程试验，并分析试验数据，评估围岩的力学特性和变形规律。
2.进行数值模拟分析，预测和评估岩体应力分布的变化和危害程度。
3.探究预防和治理底臌的技术方法，包括改善围岩支撑结构设计、加强地下水防护措施、深入开展预应力锚杆技术、基于切割面和加固材料的精密防护措施等关键技术。
4.通过理论计算、数值模拟和现场试验等手段对所研发的技术方法和控制措施进行验证。
三、预期研究成果
本研究旨在研究深井软岩硐室底臌机理及控制技术，主要预计取得以下研究成果：
1.建立深井硐室与岩土作用的力学模型，分析其变形规律和力学特性以及底臌机理。
2.完成对围岩力学特性与变形规律的实际工程试验和数据分析，并预测和评估岩体应力分布变化及破坏危害程度。
3.探究预防和治理底臌的技术方法，制定合理的治理方案，评估治理效果和技术可行性。
4.研究成果可以为深井硐室建设提供有价值的技术指导和控制措施，以确保其施工和运营的安全可靠性。
四、研究计划进度
1.前期调研和文献阅读（1个月）
2.岩土力学特性试验（2个月）
3.数值模拟分析及模型验证（2个月）
4.底臌治理技术研究（3个月）
5.报告撰写与答辩（1个月）
五、存在的问题与不足
因为深井硐室底臌问题是一个非常复杂、长期和系统的问题，包括地质、岩土力学、结构设计、水文水资源和支护工程等多方面的因素，所以其研究与治理需要跨学科的协同和综合的考虑，难度非常大。
目前在国内外对于深井软岩岩体及其底臌问题的研究仍存在一些不足之处，例如在深入分析时间效应、孔隙溶洞、地质应力场变化等相关因素的同时，有效的防治手段仍需要进一步的实际工程验证和验证。
六、行动计划
1.利用论文资料、学术期刊、国内外最新研究成果等多种途径，对目前深井硐室底臌问题进行进一步思考和探究。
2.引进高端科研设备，开展实际工程试验、数值模拟等研究方法。
3.积极开展多方面的国际合作与交流，使研究成果国际化、国内化，并为工程应用、推广和产业化提供有力支持。
4.尽快完成研究计划，并将成果用于实际工程设计和施工，为地下空间的发展做出贡献。