隧洞施工突水突泥機(jī)理及影響因素研究.pdf

1、水電梯級開發(fā)規(guī)劃促推了我國興修水利的新一輪高潮，多座水電站應(yīng)運(yùn)而生，在水工建設(shè)中水工隧洞舉足輕重。然而修建長大水工隧洞的過程中，可能遭遇多種復(fù)雜不利地質(zhì)情況，突水突泥的情況時有發(fā)生，尤其在斷裂破碎帶附近突水突泥更為嚴(yán)重，給隧洞施工和周邊環(huán)境帶來極大的威脅。本文依托木里河流域水電工程水工隧洞進(jìn)行針對性的研究，通過資料調(diào)研、理論研究與數(shù)值模擬等方式，對不同類型的突水突泥做出了宏觀和細(xì)觀機(jī)理的研究，探討了影響隧洞施工過程中突水突泥的主要因素。

2、
　　 基于地質(zhì)構(gòu)造、巖溶及水文地質(zhì)條件、圍巖性質(zhì)三方面的分析，對不同地質(zhì)環(huán)境下的突水突泥現(xiàn)象進(jìn)行分類，確立研究的對象。在此基礎(chǔ)上對不同類型突水突泥過程進(jìn)行現(xiàn)象解釋，力學(xué)分析，得到突水突泥宏觀規(guī)律，為后面的數(shù)值模擬提供依據(jù)。
　　 根據(jù)隧洞施工突水突泥分類，結(jié)合顆粒流模擬流固耦合方法，考慮數(shù)值方法的適用范圍，選用平均中尺度粗糙網(wǎng)格法與虛擬“域”—“通道”法來建立不同類型突水突泥的數(shù)值模型，然后分別闡釋不同流固耦合數(shù)值模型

3、的理論基礎(chǔ)和實現(xiàn)方法。
　　 針對不同類型的突水突泥過程進(jìn)行模擬和機(jī)理研究。首先通過PFC內(nèi)置系統(tǒng)標(biāo)定圍巖的物理力學(xué)參數(shù)和水力學(xué)參數(shù)，建立細(xì)觀與宏觀的聯(lián)系，同時改變細(xì)觀組構(gòu)來模擬不同結(jié)構(gòu)類型的巖體特征;再根據(jù)不同突水突泥的類型，分別建立了蝕潰型和劈裂型顆粒流二維模型。最后按散體結(jié)構(gòu)巖體（Ⅴ類圍巖）、單節(jié)理裂隙巖體（Ⅳ類圍巖）、較完整巖體（Ⅲ類圍巖）三種圍巖環(huán)境，模擬各自突水突泥的發(fā)生，發(fā)展至破壞的過程，研究其機(jī)理。結(jié)果表明:不同