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管道型岩溶隧道突水涌泥致灾机理及处治技术研究——以大寨隧道为例
| 论文题名： | 管道型岩溶隧道突水涌泥致灾机理及处治技术研究——以大寨隧道为例 |
| 关键词： | 管道型岩溶隧道;突水涌泥;病害整治 |
| 摘要： | 管道型岩溶因岩溶裂隙经过进一步溶蚀扩大，呈现汇流的管道特征，且岩溶管道在地下水循环系统中有导水路径的特征，发生突水涌泥时，灾害影响比较严重。本文以在建的贵州省毕节市至二龙关（省界）高速公路大寨隧道为工程依托，对管道型岩溶隧道突水涌泥致灾机理及处治技术进行研究。首先，通过建立修正后的围岩最小防突厚度和充填介质渗透、滑移失稳力学模型，并运用到大寨隧道的工程实践中进行分析预测；然后，运用FLAC3D有限差分软件建立三维模型，分析岩溶管道渗透突水机理的预测分析；最后，将预测分析结果应用到大寨隧道突水涌泥的处治措施中。 本研究主要内容包括：⑴通过发生突水涌泥的灾害特征和机理分析，建立相关力学模型，得出：隧洞发生突水涌泥时围岩最小防突厚度的界限条件；充填介质渗透、滑移失稳时充填体的稳定系数K，以此来判断该处是否发生突水涌泥情况。⑵分析渗流基本定律、应力场和渗流场的相互作用机理，利用FLAC3D的分析方法，建立三维数值模型，进行了四个方面的研究：分析流固耦合前后的围岩应力、孔隙水压力及竖向位移的变化，发现由于水压渗透影响，孔隙水压力和围岩有效应力有所降低，隧洞周边沉降增大；当围岩在不同侧压力系数的情况下，得出随着λ的不断增大，隧洞围岩的塑性区不断增大，最终导致突水涌泥；在不同溶腔水压力作用下，充填介质和隧洞之间的应力、位移和塑性区的变化，得到随着 P的增大，应力、位移和塑性区都在不断增大，最终导致隧洞突水涌泥现象；最后分析不同充填厚度对隧洞的影响，通过周围塑性区和内部位移变化，表明随着充填物的增加，隧洞发生突水涌泥的现象会愈来愈小。⑶通过对管道型岩溶隧道发生突水涌泥灾害的机理和模拟预测分析，提出大寨隧道发生突水涌泥灾害的处治技术。 |
| 作者： | 安文生 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 宋建波;龙万学 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 贵州大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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