隧道上覆溶洞突涌水機理與安全厚度預(yù)測及工程應(yīng)用.pdf

1、隨著隧道及地下工程的大量修建，巖溶災(zāi)害問題日益嚴重，其中溶洞突涌水一直是巖溶隧道建設(shè)過程中的最嚴重的地質(zhì)災(zāi)害之一，突涌水極易造成隧道工期延誤、器械報廢、人員傷亡。針對上述事實，通過理論分析、數(shù)值計算和軟件設(shè)計手段對溶洞與隧道間最小安全厚度進行研究，以期對隧道建設(shè)提供有利的應(yīng)用價值，主要內(nèi)容如下:
　　(1)總結(jié)充水溶洞賦存規(guī)律及孕災(zāi)模式。通過對已有的相關(guān)文獻分析和總結(jié)，歸納出充水溶洞的地質(zhì)賦存規(guī)律及充水性規(guī)律，初步分析了充水溶洞的

2、孕災(zāi)模式，主要從涌水量與破壞通道兩方面進行因素總結(jié)，充水溶洞的破壞力往往離不開其涌水量及破壞通道的形成，基于充水溶洞的破壞方式，分別根據(jù)地質(zhì)前兆、力學(xué)前兆以及地球物理場前兆，歸納了孕災(zāi)性識別。
　　(2)建立三維含充水溶洞隧道數(shù)值模型，初探溶洞與隧道間最小安全厚度判據(jù)。采用大型數(shù)值計算軟件Ansys10.0，建立了三維含球體充水溶洞的隧道數(shù)值模型，并設(shè)置一些列物理力學(xué)參數(shù)，形成多級工況，利用FLAC3D軟件滲流模式進行隧道開挖收斂

3、計算，通過數(shù)值計算可以揭示隧道圍巖力學(xué)信息在充水溶洞的賦存情況下隨開挖的變化規(guī)律，同時也獲得溶洞與隧道間最小安全厚度的結(jié)論。
　　(3)設(shè)計一款基于數(shù)值計算結(jié)果的最小安全厚度預(yù)測軟件系統(tǒng)。利用Microsoft Visual C++平臺設(shè)計了一款集最小安全厚度預(yù)測與突涌水災(zāi)害預(yù)警軟件系統(tǒng)，基于數(shù)值計算結(jié)果，通過一元回歸和多元回歸建立了溶洞與隧道間最小安全厚度預(yù)測數(shù)學(xué)模型，其中圍巖級別因素設(shè)計有專門的評價模塊，圍巖級別是通過層次分析