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作者:莫小兵;郝世全;李伟;郭辉;邹俊鹏;马彩霞;
单位:中铁开发投资集团有限公司;中铁三局集团第五工程有限公司;中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部重点实验室;中国地质大学(武汉)工程学院;湖北第二师范学院艺术学院;
摘要:富水岩溶地层中新建隧道跨越既有隧道施工时,区域渗流场及应力场发生变化,导致新建隧道以及既有隧道的安全性受到威胁,存在隧道渗涌水及结构失稳的风险。通过有限元-离散元耦合方法(FDEM)孔隙-应力渗流模型研究了地下水水位变化对杨木岭隧道开挖后隧道模型渗流场、应力场和位移场的影响,以及隧道模型中天然裂缝密度变化对渗流场和位移场的影响。结果表明:杨木岭隧道开挖后周围孔隙水压力形成降落漏斗,随着地下水水位的升高,降落漏斗范围增大;隧道模型的最大水平位移和最大压应力随着地下水水位的升高而增大,最大竖直位移和最大拉应力则减小;考虑天然裂隙分布时,孔隙水压力的分布受裂缝密度和位置的影响显著,且孔隙水压力越小的区域,裂缝的阻碍效果愈加明显,同时天然裂缝对隧道模型中水平位移的分布有较大影响,且裂缝越靠近隧道影响越明显。
关键词:富水岩溶区;;隧道;;流固耦合;;渗流场;;应力场;;天然裂缝;;有限元-离散元耦合方法(FDEM)
基金资助:国家自然科学基金项目(42277173)