溶洞规模对深埋隧道爆破围岩稳定性的影响

发布时间：2021-12-08 23:36

　　为了研究埋岩溶隧道爆破开挖时围岩损伤机制,通过动静组合（爆炸荷载、地应力共同作用）作用下岩体损伤演化方程建立应力场与损伤场之间的耦合关系,并根据渗透系数随损伤的变化方程建立动静组合作用下岩体渗流-应力-损伤耦合模型。利用COMSOL Multiphysics软件建立计算模型并进行二次开发,研究在不同溶洞空间位置及尺寸条件下爆破开挖对围岩稳定性的影响。研究表明:当溶洞位于隧道上侧时围岩中孔隙水压力最大;溶洞半径越大围岩中孔隙水压力越大。在孔隙水压力的作用下,隧道与溶洞间岩体中的有效应力先衰减后增强。随着有效应力的衰减,隧道围岩损伤范围与溶洞围岩损伤范围的变化规律相反。 

【文章来源】：爆破. 2020,37(01)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

三维几何模型(单位:cm)

断面示意图(单位:cm)

主要的研究工况为不同溶洞截面半径对于围岩中有效应力分布及围岩损伤范围的影响。溶洞半径的变化范围是a=2、4、6、8 m。见图4。图 4 溶洞尺寸大小示意图(单位:cm)

【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑非饱和渗流过程的岩体变形规律分析[J]. 任青文,张林飞,沈雷,陶梅.  岩石力学与工程学报. 2018(S2)
[2]三向应力作用下节理岩体渗流-应力耦合特性[J]. 孔洋,朱珍德,阮怀宁.  岩土力学. 2018(06)
[3]岩体裂隙渗流-劈裂-损伤耦合模型及应用[J]. 赵延林,曹平,马文豪,唐劲舟,万文,王卫军.  中南大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]岩石弹塑性应力-渗流-损伤耦合模型研究（Ⅰ）:模型建立及其数值求解程序[J]. 王军祥,姜谙男,宋战平.  岩土力学. 2014(S2)
[5]基于多参数协同的高低位爆破防治瓦斯动力灾害技术[J]. 李贤忠,林柏泉,扬威,倪冠华,李全贵.  煤矿安全. 2013(04)
[6]我国大陆实测深部地应力分布规律研究[J]. 李新平,汪斌,周桂龙.  岩石力学与工程学报. 2012(S1)
[7]泥岩隧道施工过程中渗流场与应力场全耦合损伤模型研究[J]. 贾善坡,陈卫忠,于洪丹,李香玲.  岩土力学. 2009(01)
[8]饱和混凝土静动力抗压强度变化的细观力学机理[J]. 王海龙,李庆斌.  水利学报. 2006(08)
[9]隧道顶部溶洞对围岩稳定性的影响分析[J]. 史世雍,梅世龙,杨志刚.  地下空间与工程学报. 2005(05)
[10]三维裂隙岩体渗流场与应力场耦合模型研究[J]. 高海鹰,夏颂佑.  岩土工程学报. 1997(02)

博士论文
[1]水工隧洞渗流—应力—损伤/开裂耦合理论及方法研究[D]. 周亚峰.武汉大学 2016



本文编号：3529463