巖溶洞隙對水工隧洞圍巖變形規(guī)律影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、我國是一個巖溶十分發(fā)育的國家，隨著水利工程建設(shè)的迅猛發(fā)展，常常會遇到石灰?guī)r溶地區(qū)的有壓水工隧洞工程修筑問題，由于巖溶這種不良地質(zhì)現(xiàn)象的存在給水工隧洞開挖和運(yùn)營安全造成嚴(yán)重的威脅。在保證穿越巖溶發(fā)育區(qū)水工隧洞施工的快速順利進(jìn)行和安全運(yùn)營同時，如何確保圍巖的穩(wěn)定性是目前巖溶地區(qū)水工隧洞施工過程中亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　 本文首先通過收集國內(nèi)外大量文獻(xiàn)，根據(jù)以往巖溶隧洞研究成果，分析總結(jié)了國內(nèi)外巖溶洞隙形態(tài)和空間分布特點及其引起

2、隧洞災(zāi)害的原因和災(zāi)害類型，并提出巖溶隧洞分析模型。在建立的分析模型基礎(chǔ)上利用ANSYS10.0有限元分析軟件，對巖溶洞隙處于城門洞型和圓形隧道拱項上方、邊墻外側(cè)和仰拱下方三種情況進(jìn)行了數(shù)值計算。根據(jù)有限元計算結(jié)果分析得出以下結(jié)論：
　　 (1)頂部溶洞對隧洞拱頂和拱底的豎直方向變形有一定抑制作用，使其變形量較之無溶洞時變形量有所減??；隧洞側(cè)墻受項部溶洞影響水平方向變形較之無溶洞時有所增加。
　　 (2)底部溶洞對隧洞拱頂

3、下沉同頂部溶洞一樣具有抑制作用，圓形隧洞底板豎向變形量小于無溶洞時變形量。城門洞型隧洞受底部溶洞洞徑不同影響變形有所不同：當(dāng)溶洞洞徑小于隧洞洞徑時，隧洞底板受底部溶洞影響較之無溶洞時豎直方向變形有所增加；當(dāng)溶洞洞徑大于隧洞洞徑時，底板豎直方向位移較無溶洞時減小。
　　 (3)受側(cè)壁溶洞影響，隧洞拱項下沉，底板上鼓，以及近溶洞側(cè)洞壁水平變形和無溶洞相比都將增加。隧洞遠(yuǎn)離溶洞側(cè)的側(cè)墻水平方向變形將小于無溶洞時的變形。