岩溶隧道承压隐伏溶洞突水模型试验与数值分析

• 作者: 孙尚渠 李利平 李术才 林鹏 潘东东 许振浩 路为 高成路 黄鑫
• 来源期刊: 岩土工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 强充填溶洞 流固耦合 模型试验 多元信息 数值分析
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 828-836
• 页数: 9页
• 分类号: TU43
• 语种: 中文
• DOI: 10.11779/CJGE201805007

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.