本文關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)深埋隧道圍巖破壞過程滲流應(yīng)力耦合分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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,溶洞中的高壓水使隧道圍巖發(fā)生破壞,高壓巖溶水迅速噴出,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,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。(3)對深埋隧道圍巖頂部、側(cè)部、底部分別存在充水溶洞時隧道圍巖的破壞過程進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:在相同加載條件下,側(cè)部的充水溶洞最先使隧道發(fā)生貫通突水,底部溶洞其次,頂部溶洞最后;在相同的加載條件下,組合溶洞比單一溶洞更早的使溶洞與隧道發(fā)生貫通。在理論分析與數(shù)值試驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合齊岳山隧道建設(shè)的實(shí)際情況,分析充水溶洞對深埋隧道圍巖的破壞過程,分析其最小安全厚度,以確保在隧道建設(shè)過程中避免因充水溶洞與隧道過近而引起的突水事故。通過本文的分析,得出一定的規(guī)律,為巖溶區(qū)工程建設(shè)提供有益的參考。
【關(guān)鍵詞】：充水溶洞 深埋隧道 數(shù)值模擬 破壞過程 滲流應(yīng)力耦合
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U451.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 第一章 緒論6-11
• 1.1 問題的提出6
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀6-8
• 1.2.1 巖溶區(qū)隧道穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀6-8
• 1.2.2 深埋隧道滲流場-應(yīng)力場耦合研究現(xiàn)狀8
• 1.3 研究的目的及意義8-9
• 1.4 研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線9-11
• 1.4.1 論文的主要研究內(nèi)容9
• 1.4.2 技術(shù)路線9-11
• 第二章 巖溶的發(fā)育規(guī)律及突水災(zāi)變特征11-19
• 2.1 深部巖溶的產(chǎn)生條件及發(fā)育特征11-12
• 2.1.1 巖溶產(chǎn)生條件11
• 2.1.2 深部巖溶產(chǎn)生條件及特征11-12
• 2.2 巖溶對隧道施工的影響12-14
• 2.2.1 巖溶的分類12-13
• 2.2.2 巖溶水的補(bǔ)給情況13-14
• 2.2.3 巖溶對隧道施工的影響14
• 2.3 巖溶隧道突水災(zāi)變的特征14-19
• 2.3.1 巖溶突水發(fā)生條件15-16
• 2.3.2 巖溶突水模式劃分16-17
• 2.3.3 滲流-應(yīng)力耦合分析的基本方程17-19
• 第三章 巖石破裂過程分析原理19-23
• 3.1 有限元分析的基本思想19-20
• 3.2 RFPA軟件概述20
• 3.3 RFPA~(2D)-Flow系統(tǒng)概述20-23
• 第四章 巖溶區(qū)深埋隧道圍巖破壞過程的數(shù)值模擬23-43
• 4.1 不同水壓的充水溶洞對隧道圍巖破壞過程的滲流-應(yīng)力耦合分析23-25
• 4.1.1 數(shù)值試驗?zāi)Ｐ图皡?shù)的選取23-24
• 4.1.2 不同水壓的充水溶洞對隧道圍巖的應(yīng)力場的影響24-25
• 4.2 與隧道不同距離的充水溶洞對隧道圍巖破壞過程的滲流-應(yīng)力耦合分析25-28
• 4.2.1 數(shù)值試驗?zāi)Ｐ图皡?shù)的選取25-26
• 4.2.2 與隧道不同距離的充水溶洞對隧道圍巖的應(yīng)力場的影響26-28
• 4.3 裂隙巖體中充水溶洞對隧道圍巖破壞過程的滲流-應(yīng)力耦合分析28-33
• 4.3.1 數(shù)值試驗?zāi)Ｐ图皡?shù)的選取29
• 4.3.2 裂隙巖體中充水溶洞對隧道圍巖的應(yīng)力場的影響29-33
• 4.4 不同位置充水溶洞對隧道圍巖破壞過程的滲流-應(yīng)力耦合分析33-38
• 4.4.1 數(shù)值試驗?zāi)Ｐ图皡?shù)的選取33-34
• 4.4.2 不同位置的充水溶洞對隧道圍巖的應(yīng)力場的影響34-36
• 4.4.3 不同位置的充水溶洞對隧道圍巖的位移場的影響36-38
• 4.5 多溶洞作用下隧道圍巖破壞過程的滲流-應(yīng)力耦合分析38-41
• 4.5.1 數(shù)值試驗?zāi)Ｐ图皡?shù)的選取38-39
• 4.5.2 組合形態(tài)下的充水溶洞對隧道圍巖的應(yīng)力場的影響39-41
• 4.6 本章小結(jié)41-43
• 第五章 工程實(shí)例43-50
• 5.1 工程簡介43-47
• 5.1.1 水文氣象地質(zhì)條件43-45
• 5.1.2 隧道圍巖物理力學(xué)性質(zhì)45
• 5.1.3 齊岳山隧道巖溶突水事故簡介45-47
• 5.2 充水溶洞與隧道間最小安全距離的分析47-49
• 5.2.1 數(shù)值試驗?zāi)Ｐ图皡?shù)的選取47
• 5.2.2 充水溶洞與隧道間最小安全距離的確定47-49
• 5.3 本章小結(jié)49-50
• 第六章 結(jié)論和展望50-52
• 6.1 主要結(jié)論50-51
• 6.2 本課題研究展望51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 附錄57-58

  本文關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)深埋隧道圍巖破壞過程滲流應(yīng)力耦合分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：441355