斷層破碎帶隧道涌水特征試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)交通建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展和隧道建設(shè)技術(shù)的不斷提高，隧道工程向大埋深、長(zhǎng)洞線、地質(zhì)復(fù)雜、災(zāi)害頻發(fā)等特點(diǎn)發(fā)展。其中，穿越斷層破碎帶隧道的涌水災(zāi)害已成為隧道施工過(guò)程中的最主要地質(zhì)災(zāi)害之一，其所造成的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失也在各類隧道地質(zhì)災(zāi)害中居于前列。因此，對(duì)穿越斷層破碎帶隧道的掌子面防突層安全厚度和隧道發(fā)生涌水時(shí)的涌水量、水壓力的變化特征進(jìn)行試驗(yàn)研究與分析具有重要意義。
　　本文依托岑（溪）水（汶）高速公路岑溪大隧道工程，以

2、穿越斷層破碎帶的隧道為研究對(duì)象，采用模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，在自重應(yīng)力場(chǎng)作用下，對(duì)無(wú)地表水補(bǔ)給無(wú)注漿、有地表水補(bǔ)給無(wú)注漿和有地表水補(bǔ)給預(yù)注漿的三種工況下，隧道開(kāi)挖過(guò)程中的涌水特征進(jìn)行研究。其主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　1.基于相似理論，對(duì)模型試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。以幾何相似常數(shù)(Cl=80）、重度相似常數(shù)(C?=1）和滲透系數(shù)相似常數(shù)(Ck=1）為基礎(chǔ)，推導(dǎo)模型試驗(yàn)中其余各物理力學(xué)參數(shù)的相似常數(shù)，并配制圍巖及襯砌結(jié)構(gòu)的相似材料。

3、
　　2.在自重應(yīng)力場(chǎng)作用下，對(duì)無(wú)地表水補(bǔ)給無(wú)注漿、有地表水補(bǔ)給無(wú)注漿和有地表水補(bǔ)給預(yù)注漿的三種工況下的隧道開(kāi)挖進(jìn)行模型試驗(yàn)，研究穿越斷層破碎帶隧道施工時(shí)的涌水特征，得出了三種工況下隧道涌水時(shí)的涌水量、水壓力的變化規(guī)律及隧道發(fā)生涌水的掌子面防突層的安全厚度。
　　3.采用有限元分析軟件Midas/GTS對(duì)室內(nèi)模型試驗(yàn)中的三種工況進(jìn)行數(shù)值模擬，并將數(shù)值分析結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，得出穿越斷層破碎帶隧道的涌水特征，該結(jié)論