【摘 要】
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岩溶地区地质赋存条件复杂,隧道施工难度大,隧道施工常会遇到涌水、突泥等地质灾害,严重威胁施工安全。本文以重庆歇马隧道为依托工程,通过室内试验、模型试验、数值模拟等手
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岩溶地区地质赋存条件复杂,隧道施工难度大,隧道施工常会遇到涌水、突泥等地质灾害,严重威胁施工安全。本文以重庆歇马隧道为依托工程,通过室内试验、模型试验、数值模拟等手段,对溶洞突涌水破坏模式及致灾演化机理进行深入的研究,主要内容如下:(1)研制了溶洞突水模拟室内试验系统,该试验系统具有系列化、可视化、多类型等特点,且试验周期短、方便简洁,适宜进行旨在研究宏观规律的大样本统计试验。开展了溶洞突水模拟室内试验,模拟了隧道拱顶、拱底、掌子面前方溶洞突水过程,总结了溶洞突水过程中隔水岩体破坏模式,综合分析了溶洞突水及隔水岩体处裂隙萌生,演化贯通、突水通道形成直至发生突水的整个过程。(2)研制了高地应力—高渗压模型试验系统,该系统主要由试验台架、地应力加载系统、水压加载系统、控制系统、多元信息监测系统、高清视频监测系统组成,该系统具有承载力高、可拓展性强、可视化程度高、自动化程度高等特点。从重庆歇马隧道工程现场采取灰岩岩样,通过单轴压缩试验、巴西劈裂试验、三轴压缩试验等室内试验,研究岩溶区灰岩力学性质。开展了隧道施工诱发溶洞突水致灾过程模型试验,分析隧道开挖过程中充水溶洞对隧道围岩稳定性的影响以及隧道突涌水过程中多物理场信息变化规律,揭示了隧道施工诱发溶洞突涌水致灾机理。(3)采用FLAC3D数值软件,构建三维数值模型,对隧道前方存在上覆高压充水溶洞施工进行模拟,分析隧道开挖过程中隧道围岩位移场、应力场、渗流场变化规律,研究高压充水溶洞对隧道围岩稳定性的影响。
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