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TBM掘进扰动下岩体水力耦合破裂机制及突涌水灾变机理研究的开题报告
一、选题背景
在地下工程建设过程中，隧道开挖是一项必不可少的工序。传统的隧道开挖方法主要包括了钻爆法、盾构法和掘进法等，其中掘进法因其高效、成本低等优点而被广泛应用于地下工程建设中。然而，在此过程中，由于掘进机器的振动和名称下的强烈扰动，岩体的原有结构被破坏，大量的水和渗透性岩层崩塌现象会导致严重的水灾事故，影响地下工程的安全和正常施工，因此对此问题进行深入的研究和探究具有重要的意义。
二、选题意义
本课题的研究意义在于：
1.揭示TBM掘进下岩体与水力的耦合破裂机制。
2.分析TBM掘进扰动对地下水环境的影响规律和岩土工程设计要求。
3.洞悉地下水灾变机理，为水灾事故防范提供科学依据。
4.提高地下工程的安全水平，促进地下工程可持续发展。
三、研究内容
本课题的研究内容直接围绕TBM掘进扰动下岩体水力耦合破裂机制及突涌水灾变机理展开。具体研究内容包括：
1.地下水环境模型构建。创建合适的地下水环境模型，并建立三维有限元模型，分析掘进扰动对地下水环境的影响。
2.数值模拟仿真。分析TBM掘进下岩体的应力、变形特征和岩土体的渗透性等资料，建立数值模拟仿真模型，并模拟TBM掘进下的岩土体变化过程，并进行影响规律研究。
3.突涌水灾变机理研究。研究TBM掘进下水文地质条件下突涌水灾变机理，开展突发水灾的模拟计算。
四、研究方法
本课题的研究方法主要包括文献及实地考察、数值模拟、三维有限元模拟和实验研究等方法，具体如下：
1.文献及实地考察。通过查阅大量的国内外文献和实地考察，了解海外关于此问题的现有研究，掌握多种分析方法和技术，增加联系实践和理论研究的机会。
2.数值模拟。使用有限元模拟计算软件，对TBM掘进下岩体的应力、变形特征、水力学品质和岩土体的渗透性进行分析，提取变形和破坏规律的有效数据。
3.三维有限元模拟。建立木兰江可可托海隧道工程（云南段）的三维有限元模型，含有模拟掘进施工全过程的TBM行进过程，确保模型的可靠性和可行性。
4.实验研究。开展钻芯、岩心和水文学试验，获得有关TBM掘进环境下岩体变形、渗透性变化等信息。
五、预期成果
本课题的预期成果包括：
1.揭示TBM掘进水平条件下岩体破裂机制和掘进扰动对地下水环境的影响规律；
2.研究TBM掘进水平条件下突涌水灾变机理；
3.对地下工程的安全设计和施工提供科学依据，促进地下工程的可持续发展。
补充说明：
本研究对于较深层次的长隧道下的掘进施工和防水方案有着积极的推动作用。研究的结果和数据对于井下下岩体水力耦合破裂机制和突涌水灾变机理的研究，对地下工程安全，企业风险防范和防灾减灾等方面有着深远的意义。