巖溶地區(qū)深埋隧道圍巖破壞過程滲流應(yīng)力耦合分析.pdf

1、近年來，中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，地下空間的開發(fā)利用不斷增加，水電工程、南水北調(diào)工程、礦山工程等都離不開隧道的建設(shè)，而西南地區(qū)巖溶地貌發(fā)育，使得隧道的建設(shè)不可避免的遇到巖溶洞穴、巖溶水等不良地質(zhì)問題。隨著隧道埋深的不斷增大，深部巖溶發(fā)育特征更為復(fù)雜,往往具有高水壓溶洞、節(jié)理裂隙、斷層等特殊的地質(zhì)條件，其中巖溶突水災(zāi)害造成的影響極大。當(dāng)巖溶區(qū)隧道建設(shè)中存在充水溶洞，掘進(jìn)至溶洞較近的位置或溶洞邊沿時(shí)，溶洞中的高壓水使隧道圍巖發(fā)生破壞，高壓巖溶水迅

2、速噴出，破壞機(jī)器設(shè)備，造成人員傷亡。因此，研究有壓溶洞對深埋隧道圍巖穩(wěn)定性的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在理論分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用巖石破裂過程滲流-應(yīng)力耦合數(shù)值模擬分析軟件RFPA2D-Flow，將附近有充水溶洞的深埋隧道作為主要研究對象，分析在滲流應(yīng)力耦合作用下深埋隧道圍巖的破壞過程，研究的主要內(nèi)容如下：
　　（1）分別對深埋隧道圍巖周圍存在不同水壓、不同距離的充水溶洞的數(shù)值模型進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：在相同的加載條

3、件下，溶洞中水壓越大，隧道圍巖越容易發(fā)生破壞；溶洞與隧道間距離越小，溶洞與隧道越容易發(fā)生貫通突水事故。
　　（2）對裂隙巖體中深埋隧道底部存在充水溶洞時(shí)隧道圍巖的破壞過程進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：巖體中存在裂隙時(shí)，雖然裂隙角度不同，但水壓裂紋的擴(kuò)展規(guī)律是基本一致的，均沿著裂隙的近法向延伸擴(kuò)展，裂紋的萌生方向因裂隙角度的不同有顯著的差異。
　?。?）對深埋隧道圍巖頂部、側(cè)部、底部分別存在充水溶洞時(shí)隧道圍巖的破壞過程進(jìn)行了分析。