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中国铁道科学2024年第02期:基于离散-连续耦合的岩溶隧道防突岩体安全厚度预测

来源:期刊VIP网 时间:


作者:晏启祥;刘琛尧;孙润方;王绪;谢文清;陈耀;

单位:西南交通大学土木工程学院;极端环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室;中铁二局第二工程有限公司;

摘要:为有效预防岩溶隧道施工中的突涌水灾害,首先,调研近年来国内岩溶隧道突涌水典型案例,总结隧道突涌水形成机理及其影响因素;其次,建立离散-连续耦合模型并采用多元回归理论的方法,明确防突岩体破坏的判定准则,划分岩溶隧道防突岩体破坏模式并提出裂缝发育规律;然后,基于对防突岩体最小安全厚度造成影响的各因素,针对溶洞位于隧道上方、下方及侧方3种情况分别建立防突岩体最小安全厚度预测计算式;最后,依托德庆隧道工程进行验证。结果表明:防突岩体破坏模式主要有弯折破坏、整体剪切破坏和复合破坏3种,可基于裂隙发展速度将其破坏过程分为初始阶段、快速发育阶段、平缓发育阶段3个阶段;各因素按影响显著程度由大到小依次为溶腔内水压、围岩黏结参数、溶腔跨度、溶腔高跨比和隧道埋深;计算得到德庆隧道3处施工段的防突岩体最小安全厚度分别为2.964,5.263和0.961 m,突涌水评估结果准确。防突岩体最小安全厚度预测计算式可用于预测并评估岩溶隧道突涌水风险。

关键词:岩溶隧道;;离散-连续耦合模型;;防突岩体;;破坏模式;;安全厚度

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52278416)