强降雨影响下破碎复理岩地层隧道洞口段失稳机理

强降雨影响下破碎复理岩地层隧道洞口段失稳机理

论文摘要

针对强降雨下Kosman隧道冒顶事故,在现场实时监测基础上,结合离散元数值模拟,分析强降雨下围岩裂隙及渗流的动态变化规律。同时,用能量的方法对围岩破坏过程进行研究,分析围岩势能与动能转化过程,从能量的角度验证围岩不同区域的稳定性。研究结果表明:隧道开挖初期,围岩自承能力较好;降雨过程中,随着隧道顶部岩体节理渗流逐渐增大,岩石节理面刚度和强度逐步降低,地表至拱脚围岩扰动区出现大量剪切破坏裂缝,且数量及长度都随埋深增大而减少。贯通裂缝形成渗流通道导致降雨从拱顶处涌入洞内,洞周孔隙水压力及渗流场呈漏斗型并逐渐降低,围岩应力增大加剧沉降推动冒顶产生。

论文目录

  • 1 工程概况
  • 2 数值模型
  •   2.1 模型建立及本构关系
  •   2.2 边界条件及参数赋值
  • 3 降雨破坏的数值模拟
  •   3.1 降雨前模型建立及计算
  •   3.2 强降雨作用下隧道冒顶计算
  • 4 围岩失稳机理分析
  •   4.1 围岩裂隙扩展分析
  •   4.2 裂隙贯通机制分析
  •   4.3 围岩能量转化分析
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 高阳,孙浩凯,刘德军,徐飞,张骞

    关键词: 流固耦合,渗流,冒顶,离散元,能量

    来源: 中南大学学报(自然科学版) 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所,石家庄铁道大学河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室,中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51978425),中国博士后科学基金资助项目(171957),河北省教育厅支持项目(QN2016080,QN2016221)~~

    分类号: U451

    页码: 2295-2303

    总页数: 9

    文件大小: 2437K

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