全风化花岗岩突水通道扩展的颗粒起动流速研究

• 作者: 亓宪寅 刘金泉 李长俊 杨典森 袁敬强 陈卫忠
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 全风化花岗岩 突水通道 起动流速 粒径 颗粒坡面位置 相对暴露度
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 数值分析
• 页码范围: 1179-1187
• 页数: 9页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文
• DOI: 10.16285/j.rsm.2017.04.032

摘要

突水突泥是富水全强风化花岗岩隧道施工常见的地质灾害,地层颗粒的流失是导致突水通道扩展的关键因素,其中颗粒达到起动流速是其流失的临界条件.考虑水流冲刷和土体黏结作用,对突水通道断面颗粒进行三维受力分析,导出颗粒的临界起动条件,建立了考虑颗粒粒径、颗粒坡面位置、相对暴露度三因素的颗粒起动流速函数,并利用数值方法分析了上述三因素对起动流速的影响规律.计算分析表明:起动流速随粒径增大先减小后增大,通道断面不同坡面位置颗粒起动流速呈明显的对称性,总体上起动流速随相对暴露度的增大呈增大趋势.采用正交试验法研究了三因素对颗粒起动流速的敏感性,发现粒径对起动流速影响最为显著.同时根据断面颗粒起动最小流速标准及相对暴露度的随机性,简化颗粒坡面位置和相对暴露度两因素,导出颗粒起动流速的简化公式,最后利用室内试验和工程实例验证了该公式的合理性.