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岩溶隧道突水的危险性评价及数值模拟
| 论文题名： | 岩溶隧道突水的危险性评价及数值模拟 |
| 关键词： | 岩溶隧道;突水灾害;危险性;评价模型;数值模拟 |
| 摘要： | 我国西部地区经济发展迅速，随着经济实力的提升，基础性建设也在飞速进行中。由于所处山区岩溶十分发育，在修建隧道过程中经常会发生突水等地质灾害，轻则给施工造成不便，延误工期，重则会导致机器损毁甚至人员伤亡，因此对岩溶隧道突水的研究显得十分迫切且有必要。 首先列举出岩溶隧道突水的发生条件，对影响岩溶隧道突水的因素进行归纳总结，按四种方式对突水类型进行划分，分析了岩溶隧道突水的力学机理。运用多级模糊综合评价的方法对岩溶隧道突水危险性进行判别，通过建立突水危险性评价体系，计算各影响因素的权重，构建模糊评价集，依据最大隶属度原则得出突水危险性级别。在计算各因素权重时，运用了改进的方法，克服了传统方法计算权重需要一致性检验的弊端，减少了计算量。运用突变理论建立岩溶隧道突水的尖点突变模型，将工程实际简化为力学模型，确定模型势函数表达式，得出系统穿越分叉集的条件，作为判别突水与否的依据，并通过实例验证，证明了模型的可行性。最后，通过 ANSYS模拟岩溶隧道的开挖，根据隧道与溶洞间的围岩塑性区变化情况判别是否发生突水，并对不同形状、不同距离的溶洞对隧道围岩的影响进行了分析，得出其影响规律，以便于实际工程中针对不同情况进行分别采取不同的防治措施。 主要得出以下结论：运用多级模糊综合评价对岩溶隧道突水研究，构建了岩溶隧道突水危险性评价模型，并结合实例验证了其可行性。运用突变理论构建岩溶隧道突水尖点突变模型，进行了实例分析，证明该模型具有很高的实用价值。运用 ANSYS建模分析发现，溶洞越接近圆形，对隧道周围围岩影响越小，形状相同，距离越远对围岩影响越小，因此岩溶隧道修建过程中针对距离隧道较近且高跨比偏小或偏大的溶洞治理时应更加重视。 |
| 作者： | 刘毓 |
| 专业： | 水文学及水资源 |
| 导师： | 张文泉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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