岩溶隧洞掌子面隔水阻泥岩体突水失稳过程研究Instability Process of Water Inrush From the Water and Mud Resistant Rock Mass in Karst Tunnel Face
张国强,武松,覃然,杨赵武,刘磊,陈帆
摘要(Abstract):
运用离散元方法构建了岩溶隧洞层状节理掌子面突水数值计算模型,研究了岩溶隧洞在开挖过程中掌子面隔水阻泥岩体突水失稳过程,揭示不同岩溶水压下,隔水阻泥岩体位移、渗流场等灾变信息的演化规律.结果表明:随着岩溶隧洞的开挖推进,隔水阻泥岩体挤出位移由单一卸荷过渡到由卸荷和岩溶水压共同影响;溶腔中的水不断涌入到节理裂隙中,导致水压不断上升,掌子面各测点位移不断增加;当掌子面隔水阻泥岩体突水通道形成和突水失稳瞬间,岩溶水流速急剧上升,呈现出显著的突水前兆信息.研究成果可为岩溶隧洞突水灾害防控提供指导作用.
关键词(KeyWords): 岩溶隧洞;掌子面;突水失稳;灾变信息;离散元
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(52178388);; 长江勘测规划设计研究有限责任公司委托课题(H22-702)
作者(Author): 张国强,武松,覃然,杨赵武,刘磊,陈帆
DOI: 10.16393/j.cnki.37-1436/z.2025.05.005
参考文献(References):
- [1]李术才,王康,李利平,等.岩溶隧道突水灾害形成机理及发展趋势[J].力学学报,2017,49(01):22-30.
- [2]焦玉勇,张为社,欧光照,等.深埋隧道钻爆法开挖段突涌水灾害的形成机制及防控研究综述[J].隧道与地下工程灾害防治,2019,1(01):36-46.
- [3]陈德金.安石隧道突水涌泥原因分析与协同治理技术研究[J].土工基础,2021,35(03):323-328.
- [4]范威,王川,金晓文,等.吉莲高速公路钟家山隧道涌突水条件分析[J].水文地质工程地质,2015,42(02):38-43+51.
- [5]张民庆,汪纲领,孙国庆.南广铁路白云隧道断层突泥灾害治理技术[J].铁道工程学报,2012,29(03):69-73.
- [6]陈泽龙,崔江余,王军,等.富水断层带隧道突水突泥的临界判据[J].铁道建筑,2020,60(11):53-55+63.
- [7]黄震,曾伟,李晓昭,等.岩溶区地下工程裂隙渗流突水数值模拟研究[J].应用基础与工程科学学报,2021,29(02):412-425.
- [8]曹林卫,黄明利,杨泽,等.隧道与溶洞间复合围岩抗水压能力数值模拟[J].科学技术与工程,2022,22(08):3349-3357.
- [9]王鹏飞,李长洪.深部开采构造型突水危险性数值模拟分析[J].中国矿业,2022,31(03):97-105.
- [10]王军,崔江余,陈泽龙,等.富水断层带隧道突水临界安全厚度预测公式研究[J].隧道建设(中英文),2021,41(S1):256-264.
- [11]陈帆.岩溶隧道掌子面断续节理防突岩体突水演化规律[D].焦作:河南理工大学,2018.
- [12]郭佳奇,陈建勋,陈帆,等.岩溶隧道断续节理掌子面突水判据及灾变过程[J].中国公路学报,2018,31(10):118-129.