岩溶隧道承压隐伏溶洞突水模型试验与数值分析

摘要：

为研究不同充填水压条件下隐伏溶洞对隧道围岩稳定性的影响,进而揭示溶洞突水致灾机理,利用自主研发的大型三维流固耦合模型试验系统,针对强充填滞后型溶洞突水孕灾模式开展了试验研究,揭示了承压溶洞突水过程位移、应力及渗压的变化规律,综合模型试验与数值计算各自的优势,开展了不同充填水压下(0.4～1.1 MPa)隧道开挖过程流固耦合数值模拟,对模型试验结果进行补充验证.研究结果表明:溶洞影响范围主要集中于一倍洞径范围内,受溶洞影响普通围岩的应力水平及应力释放量均高于隔水岩体,孔隙水压力消散速度较大,位移变化相对平稳;在隧道开挖阶段,随着溶洞充填水压增大,隔水岩体应力释放率越低,渗透压力整体升高,上升梯度逐渐减小,当溶洞水压高于0.8 MPa时,位移出现明显异常;模型试验水压加载阶段真实再现了隔水岩体破裂突涌水过程,研究结果对于岩溶隧道施工过程突水灾害防控具有指导意义.

关键词：强充填溶洞、流固耦合、模型试验、多元信息、数值分析

所属期刊栏目：40

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金青年基金项目51509147;国家重点基础研究发展计划"973"计划项目2013CB036000;山东大学基本科研业务费资助项目2017JC002

在线出版日期：2018-07-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：828-836