泥質(zhì)斷層破碎帶隧道突水突泥災(zāi)變機(jī)理研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著我國公路及鐵路等交通基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，在修建過程中經(jīng)常要穿越山嶺、湖泊等各種形式地層，隧道是最常見的穿越方式。由于我國幅員遼闊，地形地貌種類繁多，地質(zhì)條件復(fù)雜，巖溶、斷層破碎帶等不良地質(zhì)大量分布，隧道穿越不良地質(zhì)時(shí)極易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。斷層破碎帶巖體具有強(qiáng)度低、遇水弱化崩解、裂隙分布廣、地下水運(yùn)移無規(guī)律等特征。當(dāng)隧道通過不良地質(zhì)時(shí)，在地應(yīng)力、水壓力及開挖擾動(dòng)的聯(lián)合作用下，隧道極易發(fā)生塌方以及突水突泥等地質(zhì)災(zāi)害。因此，研究斷層破碎帶隧道

2、突水突泥災(zāi)變機(jī)理，對(duì)災(zāi)害的預(yù)警及處治理論的研究具有指導(dǎo)意義，為研究隧道建設(shè)安全科學(xué)奠定基礎(chǔ)。本文采用突變理論、模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬以及工程應(yīng)用等多種方法對(duì)突水突泥災(zāi)變演化過程進(jìn)行了深入的研究，并取得了相關(guān)研究成果。
　　(1)基于典型斷層破碎帶突水突泥特點(diǎn)，研究災(zāi)害賦存地質(zhì)特征，對(duì)地下水的影響作用進(jìn)行重點(diǎn)分析。針對(duì)不同類型災(zāi)變模式，分析工程地質(zhì)特征及水文地質(zhì)特征對(duì)災(zāi)害發(fā)生的影響方式及破壞特征，利用模糊數(shù)學(xué)分析主要致災(zāi)因素，得到了各因

3、素對(duì)災(zāi)害貢獻(xiàn)值及規(guī)模影響。
　　(2)建立了斷層地質(zhì)構(gòu)造力學(xué)模型，通過時(shí)效損傷本構(gòu)模型描述圍巖在動(dòng)態(tài)破壞中的黏性和損傷特性，建立突變模型，通過數(shù)學(xué)分析得到臨災(zāi)判據(jù)。建立多次突水突泥試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)臨災(zāi)判據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，并提出巖土體在突水突泥過程中的空間破壞形態(tài)。
　　(3)建立了地質(zhì)模型試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，研究了開挖過程中隧道圍巖在多場(chǎng)耦合作用下災(zāi)變演化過程。
　　(4)基于離散顆粒流方法，以永蓮隧道為工程背景