本文關(guān)鍵詞： 蒙特·卡羅法 隨機(jī)裂隙 流固耦合 巖溶隧洞 圍巖穩(wěn)定性及滲流特性　出處：《西南交通大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：我國西南地區(qū)碳酸巖分布廣泛,經(jīng)水沖刷、侵蝕后極易形成溶洞、溶腔、溶泉等地質(zhì)缺陷。巖溶的存在對隧洞主要有兩方面影響：①改變了地應(yīng)力分布形態(tài),導(dǎo)致隧洞穩(wěn)定性變差,甚至發(fā)生垮塌；②富水溶洞泄水,當(dāng)水量過大時(shí)易發(fā)生突泥涌水。因此,為了能夠讓隧洞安全通過巖溶區(qū),有必要對隧洞的穩(wěn)定些及滲流特性進(jìn)行深入了解。本文以木里水工隧洞為依托,利用蒙特卡羅隨機(jī)原理構(gòu)建隨機(jī)裂隙,采用離散元軟件UDEC中流固耦合計(jì)算方式對巖溶區(qū)隧洞的力學(xué)特性以及滲流特性進(jìn)行了簡要分析,具體研究內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面。(1)系統(tǒng)查閱了巖溶隧洞相關(guān)文獻(xiàn),總結(jié)了巖溶類型、巖溶隧洞易發(fā)災(zāi)害及相關(guān)治理方法,為后文數(shù)值模擬提供了一定的理論依據(jù)。(2)深入研究了蒙特卡羅法隨機(jī)模擬技術(shù)基本原理,系統(tǒng)總結(jié)了二維隨機(jī)裂隙網(wǎng)絡(luò)生成過程,包括：①采集巖石裂隙幾何參數(shù)；②裂隙數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析與方法；③隨機(jī)裂隙網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)。并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了巖溶區(qū)隧洞的二維隨機(jī)裂隙網(wǎng)絡(luò)模型。(3)利用離散元軟件DUEC對不規(guī)則充水溶洞處在隧洞上方、右側(cè)及下方不同間距的情況下,通過洞周位移收斂、剪應(yīng)力及塑性區(qū)分布、支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力等分析巖溶隧洞的穩(wěn)定特性,通過洞周各監(jiān)控點(diǎn)涌水量及分布、洞周總涌水量、裂隙水壓力分布、裂隙水滲流路徑及范圍分析巖溶隧洞的滲流特性。最后,選取上方溶洞模型,對巖溶水壓力對隧洞的影響進(jìn)行進(jìn)一步分析。
[Abstract]:Carbonatite is widely distributed in southwest China. After erosion, karst caverns, cavities, springs and other geological defects are easily formed after erosion. The existence of karst has two main effects on tunnel stress distribution. In order to make the tunnel pass through karst area safely, the stability of tunnel becomes worse, and even collapse and collapse of water-rich karst tunnel occur. When the amount of water is too large, mud inrush is easy to occur, therefore, in order to make the tunnel pass through karst area safely, It is necessary to deeply understand the stability and seepage characteristics of the tunnel. Based on the Muli hydraulic tunnel, the random fractures are constructed by Monte Carlo stochastic principle. The mechanical and seepage characteristics of the tunnel in karst area are analyzed briefly by using the fluid-solid coupling calculation method in discrete element software UDEC. The main contents of the study are as follows: (1) the relevant documents of karst tunnel are consulted systematically. In this paper, the types of karst, the vulnerability of karst tunnel and the related treatment methods are summarized, which provides a certain theoretical basis for the numerical simulation in the following years.) the basic principle of Monte Carlo stochastic simulation technique is deeply studied. The generation process of two-dimensional random fracture network is summarized systematically. This paper includes statistical analysis and method of collecting geometric parameter of rock fracture by 1: 1 and realization of random fracture network. On the basis of this, a two-dimensional random fracture network model of tunnel in karst area is constructed. (3) using discrete element software, the model of two-dimensional random fracture network in karst area is constructed. The DUEC irregular water-filled karst tunnel is located above the tunnel. In the case of different spacing between the right side and the bottom, the stable characteristics of karst tunnel are analyzed through the convergence of displacement around the hole, the distribution of shear stress and plastic zone, and the internal force of the supporting structure. The distribution of fissure water pressure, the seepage path and scope of fissure water are analyzed. Finally, the influence of karst water pressure on the tunnel is further analyzed by selecting the upper karst tunnel model.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV672.1;TV223.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1531255