基于PFC的岩溶空洞稳定性数值模拟分析

发布时间：2019-01-04 14:02

【摘要】：利用离散元软件PFC2D对岩溶隧道开挖前后的岩溶空洞进行了数值模拟,接触模型选用平行黏结模型,分析了岩溶空洞分别位于隧道上方、下方、右侧、斜上方45°、斜下方45°工况时由于隧道开挖而引起的地层变形对岩溶空洞稳定性的影响,直观地描述了岩溶空洞失稳破坏现象,分析结果表明:岩溶空洞位于隧道上方和下方时,空洞拱顶首先出现岩土体松动并塌落,拱底岩土体出现松动但在重力和上方塌落土体的作用下未发生移动;位于其他位置时,靠近隧道一侧的空洞围岩变形比远离隧道一侧的空洞围岩变形大;隧道与岩溶空洞间的围岩由于应力集中易产生过大变形和岩土体破坏,对空洞稳定性影响较大。研究岩溶空洞的稳定性及失稳破坏的演变过程,为岩溶隧道的设计和施工提供借鉴与参考。
[Abstract]:Numerical simulation of karst cavities before and after excavation in karst tunnel is carried out by using discrete element software PFC2D. The parallel bonding model is used in the contact model. The karst voids are located at 45 掳above the tunnel, below, right and oblique respectively. The influence of formation deformation caused by tunnel excavation on the stability of karst voids under 45 掳inclined working conditions is described intuitively. The analysis results show that the karst cavities are located above and below the tunnel. The cavernous arch roof first appears rock soil loosening and collapse, and the arch bottom rock soil is loosened, but it does not move under the action of gravity and upper collapse soil. When located in other places, the deformation of the cavity surrounding rock near the tunnel side is larger than that of the cavity surrounding rock far away from the tunnel side. The surrounding rock between tunnel and karst voids is prone to excessive deformation and rock and soil failure due to stress concentration, which has a great influence on the stability of cavities. To study the stability of karst cavities and the evolution process of instability and failure, to provide reference for the design and construction of karst tunnels.
【作者单位】： 中交公路规划设计院有限公司;北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室;
【分类号】：U456.3

【参考文献】

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本文编号：2400383