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损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律研究
被引量：
1
1
作者
林志斌
李亚豪
+2 位作者
林培忠
张勃阳
杨大方
《河南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期154-163,共10页
目的为分析上覆溶洞对隧道的影响,进行损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律的研究。方法以重庆市双碑隧道工程为背景,基于三线性应变软化模型建立岩体损伤-渗流耦合模型,采用FLAC3D对隧道开挖通过上覆溶洞过程中的围岩变形、...
目的为分析上覆溶洞对隧道的影响,进行损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律的研究。方法以重庆市双碑隧道工程为背景,基于三线性应变软化模型建立岩体损伤-渗流耦合模型,采用FLAC3D对隧道开挖通过上覆溶洞过程中的围岩变形、塑性区、渗透系数和涌水量进行数值模拟分析,并对比分析了不考虑岩体损伤-渗流耦合作用和不同溶洞水压对上覆溶洞隧道突水灾变特征的影响。结果上覆溶洞水压为1.8 MPa时,隧道开挖通过上覆溶洞中心5.0 m后,隧道围岩在溶洞与隧道间产生2条“八字形”的导水裂隙带,导致溶洞与隧道间岩体整体滑动约600 mm,整个滑动体近似梯形,其顶、底、高分别为3.6,9.6,8.4 m;隧道开挖未到达上覆溶洞时,其最大涌水量不超过0.01 m^(3)/s,而通过上覆溶洞中心0,2.5,5.0 m后,其最大涌水量分别为0.022,0.185,0.743 m^(3)/s;上覆溶洞水压为1.2,1.8,2.4 MPa时,隧道通过上覆溶洞后的最大涌水量分别为0.031,0.0743,1.365 m^(3)/s。结论隧道开挖通过上覆溶洞过程中,上覆溶洞水压超过临界值时,隧道会发生冒顶坍塌和突水事故,且突水表现出一定的滞后性和大体量性;溶洞水压越大,隧道会越早突水,最终突水量越高;为模拟再现岩溶隧道开挖过程中的突水灾变时空演化过程,必须考虑岩体的损伤-渗流耦合作用。本文研究成果可为岩溶隧道工程围岩稳定控制提供重要依据。
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关键词
溶洞
隧道
损伤-渗流耦合
突水
渗透系数
涌水量
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职称材料
应力-渗流-损伤耦合作用下管道型岩溶隧道突水灾变规律研究
被引量：
7
2
作者
孟杰
林志斌
林培忠
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期351-360,共10页
为研究管道型岩溶隧道的突水灾变规律,以毕节市大寨隧道为工程背景,考虑围岩的应力-渗流-损伤耦合作用,采用FLAC 3D对管道型岩溶隧道掘进过程中围岩位移、塑性区、渗透系数以及涌水量变化规律展开数值模拟研究,在此基础上了对比分析了...
为研究管道型岩溶隧道的突水灾变规律,以毕节市大寨隧道为工程背景,考虑围岩的应力-渗流-损伤耦合作用,采用FLAC 3D对管道型岩溶隧道掘进过程中围岩位移、塑性区、渗透系数以及涌水量变化规律展开数值模拟研究,在此基础上了对比分析了无岩溶管道以及不同岩溶水压对隧道突水灾变特征的影响。数值模拟结果表明:(1)隧道掌子面距岩溶管道4 m以上时,隧道围岩稳定性良好,而隧道开挖一旦全部揭露岩溶管道,则管道内充填岩体会逐渐塑性屈服并发生整体滑移失稳,导致隧道出现突水突泥事故,这与实际工程状况保持一致。(2)管道型岩溶隧道掘进过程中的涌水量大致呈“S型曲线”变化,表现出很强的突发性和较大的体量性;(3)溶洞承压水通过岩溶管道向隧道内发生突水存在一个启动压力,只有超过这个启动压力,隧道才会发生突水突泥事故,且其突水量与岩溶水压呈现出明显的指数递增关系。
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关键词
岩溶管道
突水灾变
位移
塑性区
渗透系数
涌水量
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职称材料
题名
损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律研究
被引量：
1
1
作者
林志斌
李亚豪
林培忠
张勃阳
杨大方
机构
河南
理工大学土木工程学
院
河南省自然资源监测与国土整治院
出处
《河南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期154-163,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(52374087,51708185)
河南省科技攻关项目(232102320023)
安全学科“双一流”创建工程项目(AQ20230733,AQ20230734)。
文摘
目的为分析上覆溶洞对隧道的影响,进行损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律的研究。方法以重庆市双碑隧道工程为背景,基于三线性应变软化模型建立岩体损伤-渗流耦合模型,采用FLAC3D对隧道开挖通过上覆溶洞过程中的围岩变形、塑性区、渗透系数和涌水量进行数值模拟分析,并对比分析了不考虑岩体损伤-渗流耦合作用和不同溶洞水压对上覆溶洞隧道突水灾变特征的影响。结果上覆溶洞水压为1.8 MPa时,隧道开挖通过上覆溶洞中心5.0 m后,隧道围岩在溶洞与隧道间产生2条“八字形”的导水裂隙带,导致溶洞与隧道间岩体整体滑动约600 mm,整个滑动体近似梯形,其顶、底、高分别为3.6,9.6,8.4 m;隧道开挖未到达上覆溶洞时,其最大涌水量不超过0.01 m^(3)/s,而通过上覆溶洞中心0,2.5,5.0 m后,其最大涌水量分别为0.022,0.185,0.743 m^(3)/s;上覆溶洞水压为1.2,1.8,2.4 MPa时,隧道通过上覆溶洞后的最大涌水量分别为0.031,0.0743,1.365 m^(3)/s。结论隧道开挖通过上覆溶洞过程中,上覆溶洞水压超过临界值时,隧道会发生冒顶坍塌和突水事故,且突水表现出一定的滞后性和大体量性;溶洞水压越大,隧道会越早突水,最终突水量越高;为模拟再现岩溶隧道开挖过程中的突水灾变时空演化过程,必须考虑岩体的损伤-渗流耦合作用。本文研究成果可为岩溶隧道工程围岩稳定控制提供重要依据。
关键词
溶洞
隧道
损伤-渗流耦合
突水
渗透系数
涌水量
Keywords
karst cave
tunnel
damage-seepage coupling
water inrush
permeability coefficient
water in-flow
分类号
TU443 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
应力-渗流-损伤耦合作用下管道型岩溶隧道突水灾变规律研究
被引量：
7
2
作者
孟杰
林志斌
林培忠
机构
江苏建筑职业技术学
院
河南
理工大学土木工程学
院
河南省自然资源监测与国土整治院
出处
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期351-360,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52178388)
安全学科"双一流"创建工程项目(AQ20230734)。
文摘
为研究管道型岩溶隧道的突水灾变规律,以毕节市大寨隧道为工程背景,考虑围岩的应力-渗流-损伤耦合作用,采用FLAC 3D对管道型岩溶隧道掘进过程中围岩位移、塑性区、渗透系数以及涌水量变化规律展开数值模拟研究,在此基础上了对比分析了无岩溶管道以及不同岩溶水压对隧道突水灾变特征的影响。数值模拟结果表明:(1)隧道掌子面距岩溶管道4 m以上时,隧道围岩稳定性良好,而隧道开挖一旦全部揭露岩溶管道,则管道内充填岩体会逐渐塑性屈服并发生整体滑移失稳,导致隧道出现突水突泥事故,这与实际工程状况保持一致。(2)管道型岩溶隧道掘进过程中的涌水量大致呈“S型曲线”变化,表现出很强的突发性和较大的体量性;(3)溶洞承压水通过岩溶管道向隧道内发生突水存在一个启动压力,只有超过这个启动压力,隧道才会发生突水突泥事故,且其突水量与岩溶水压呈现出明显的指数递增关系。
关键词
岩溶管道
突水灾变
位移
塑性区
渗透系数
涌水量
Keywords
karst pipeline
water inrush disaster
displacement
plastic zone
permeability coefficient
water inflow
分类号
U456 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
损伤-渗流耦合作用下上覆溶洞隧道突水灾变规律研究
林志斌
李亚豪
林培忠
张勃阳
杨大方
《河南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
应力-渗流-损伤耦合作用下管道型岩溶隧道突水灾变规律研究
孟杰
林志斌
林培忠
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2023
7
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职称材料
已选择
0
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