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流固耦合状态下营盘山隧道围岩稳定性研究
| 论文题名： | 流固耦合状态下营盘山隧道围岩稳定性研究 |
| 关键词： | 围岩稳定性;流固耦合;数值模拟;隧道埋深;地下水位 |
| 摘要： | 我国是一个地形复杂、山区面积广大的国家，高速公路建设中，多数是盘山绕行或者切坡深挖，现阶段对隧道的工程的线性要求逐渐提高，因此在复杂的地层中难免遇到不良地质条件环境，如断层破碎带、高地应力、岩溶等。围岩强度是影响围岩稳定性的主要因素之一，特别是在节理裂隙等结构面发育的富水地质区域，隧道工程的建设不单只是力场作用，还有渗流场、应力场与人类活动的存在，隧道围岩更容易发生失稳破坏，造成突水突泥、瓦斯、岩爆等工程事故。其中突水突泥灾害会造成严重的经济损失及人员伤害，且涌水突泥在隧道建设灾害中占较高比例。我国隧道开挖涉水灾害是世界上最严重的国家之一，特别是成昆铁路水害隧道占比高达93.5%。所以，流固耦合状态下营盘山隧道围岩稳定性研究具有重要意义，论文以华坪至丽江高速公路营盘山隧道工程为依托，运用数值模拟的方法对隧道围岩在流固耦合状态下的稳定性进行研究，本文的研究成果如下： （1）广泛收集相关文献与理论资料分析结合，隧道开挖导致渗流场和应力场相互作用、相互影响，包括地下水通过力学作用使应力场重分布，地下水对岩体的弱化作用；以及岩体本身渗透性的大小对渗流作用的影响等。 （2）依托营盘山隧道地质概况，采用隧道和岩土分析软件GTSNX进行数值模拟，建立施工阶段流固耦合和非流固耦合两种数值模型，将开启渗流模块与不开启渗流模块数值模型计算结果进行对比分析，针对掌子面开挖过程中的围岩渗流场、位移场、应力场进行对比研究，开启渗流模块，围岩稳定性降低。 （3）通过考虑流固耦合效应，研究富水破碎带在流固耦合状态下的围岩稳定性问题，对围岩稳定性的因素（隧道埋深、初始水位）进行研究，根据相关因素的影响范围，总结关键部位的应力场、渗流场、支护结构受力等变化规律及增大系数，为相关工程提供参考依据。 |
| 作者： | 王兴阔 |
| 专业： | 地质资源与地质工程;地质工程 |
| 导师： | 曹秀玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北地质大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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