地下工程漏水漏砂灾害发展过程的试验研究及数值模拟

发布时间：2017-08-17 06:03

  本文关键词：地下工程漏水漏砂灾害发展过程的试验研究及数值模拟

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【摘要】：针对富水砂层中地下工程经常出现的漏水漏砂引发的灾害问题,设计一种可以改变缝隙宽度的砂、水渗漏可视化试验装置,对骨架粒径D90在0.4~4.1 mm范围内的5种砂土,研究地下水位以下砂土自不同宽度缝隙中漏出时的水土流失及演化规律,提出土体流失引发灾害的临界缝隙宽度。利用颗粒流和计算流体力学耦合的方法(PFC-CFD方法),对试验进行细观模拟,研究灾害演化过程中的土颗粒应力链和缝隙两侧结构受力的发展变化情况。试验和数值模拟结果表明:当缝宽超过临界缝隙宽度后,土体将大量流失;水土流失过程中形成的破坏面在缝隙附近可以用二次曲面很好地表征;随着缝宽的增大,流失的砂水混合物中的体积含砂率逐渐增加;漏水、漏砂过程是一个应力拱不断建立、破坏的连续变化过程,缝隙两侧结构受力的波动反映了土拱的形成与破坏。
【作者单位】： 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;
【关键词】： 土力学 土拱 漏砂 临界缝隙宽度 模型试验 灾害
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB732106)
【分类号】：TU411
【正文快照】： 1引言地下工程大多数事故是由于水土的流失引起的。例如,原苏联圣彼得堡地铁1号线从1975年投入运营开始,“森林”站到“英勇广场”站之间的下线隧道不断间歇性涌水涌砂,直至1995年12月3日,下线隧道由于变形过大,引起管片张开量过大,大量水、砂通过管片间缝隙涌入隧道,最终引起

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本文编号：687390