溶洞對隧道圍巖穩(wěn)定性影響的數(shù)值分析.pdf

1、我國是世界上巖溶地區(qū)分布最廣的國家，隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，越來越多的地下工程興建在巖溶地區(qū)，巖溶隧道穩(wěn)定性問題已成為工程建設中的突出問題，要順利地進行工程建設，就必須解決巖溶對工程的影響及工程誘發(fā)的地質(zhì)災害問題。目前，人們對巖溶地區(qū)隧道的研究較少，研究方法也多采用數(shù)值分析的方法，如離散元法，邊界元法，有限元法等。但是，以往的這些數(shù)值分析方法很難獲得隧道的破壞過程。對于隧道的施工，我們很大程度上關(guān)心的是硐室的可能破壞形式，這是一般的數(shù)值

2、分析方法難以做到，而現(xiàn)場直接測試或試驗的方法，不僅費錢費力，獲得的數(shù)據(jù)與實際還有一定出入，有時直接導致數(shù)據(jù)不可用。 為了準確評價巖溶隧道的穩(wěn)定性，本文采用東北大學巖石破裂與失穩(wěn)研究中心開發(fā)的RFPA強度折減版分類對圍巖的破壞情況進行二維彈性有限元數(shù)值分析。 1.把安全系數(shù)引入隧道圍巖穩(wěn)定性分析中，獲得了溶洞不同大小、遠近和位置下的安全系數(shù)，溶洞的分布形式要比溶洞大小和遠近更重要，側(cè)溶洞對圍巖穩(wěn)定性影響最大，底溶洞的次之，

3、頂溶洞影響最小。 2.揭示了隧道圍巖的動態(tài)破壞過程，研究表明，隧道兩幫和底溶洞是最易發(fā)生破壞的部位；頂溶洞對圍巖的破壞形式影響較小，側(cè)溶洞通常引發(fā)貫穿破壞，底溶洞直徑較小時，以隧道破壞為主，當和隧道跨度相比較大時，以溶洞破壞為主。 3.對工程實例進行仿真模擬，結(jié)果表明隧道的安全系數(shù)較低，同時再現(xiàn)了圍巖失穩(wěn)破壞的過程，并給出了理論分析。 該研究為工程的施工和支護提供可靠的依據(jù)，也為實驗和現(xiàn)場測試提供理論上的參考，具