干湿交替作用下泥质灰岩岩溶隧道突涌水机理研究
发布时间：2021-10-19 17:40
在地质条件复杂的岩溶地区修建隧道工程,经常遇到隧道突涌水等工程灾害,受季节性降雨的影响,深埋泥质灰岩岩溶隧道围岩处于干湿交替环境中。干湿交替作用使隧道围岩中细小矿物颗粒胶结程度变弱后溶于水中,在压力水体的作用下被带出围岩体,使岩体中孔隙度变大,岩体劣化明显。随着劣化效应的累积,深埋隧道在干湿交替作用下有发生突涌水的危险。因此,研究干湿交替作用下隧道围岩的劣化特征及隧道突涌水致灾机理,对揭示地下工程突涌水机理及防治和控制具有重要意义。本文结合国家重点基础研究发展计划（973）项目（2013CB036003）和国家自然科学基金重点项目（51734009）,以位于宁夏回族自治区境内六盘山干湿交替作用下泥质灰岩岩溶隧道为工程背景,综合采用物理模型试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对干湿交替作用下岩体强度劣化特性和不同水压力、不同隔水岩层厚度、不同地应力水平下隧道围岩失稳破坏和突涌水形成开展了一系列的研究,取得的主要研究成果与结论如下。（1）首先通过对六盘山隧道泥质灰岩进行不同干湿交替次数循环处理（N=0、3、6、8、10、12）,研究饱水和不同干湿交替次数作用后岩石试样物理性质（质量、密度...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 技术路线及主要研究内容
2 干湿交替作用下泥质灰岩强度劣化与孔隙演化
2.1 工程概况
2.2 饱水后岩溶泥质灰岩的强度劣化规律
2.3 干湿交替作用下泥质灰岩孔隙演化特征
2.4 本章小结
3 岩溶隧道干湿交替作用物理模拟试验装置及方法
3.1 岩溶隧道突水灾害试验系统
3.2 流固耦合相似材料研制
3.3 干湿交替作用模型试验方法
3.4 干湿交替作用对隧道围岩的影响及突涌水演化
3.5 干湿交替作用对隧道围岩变形叠加效应
3.6 本章小结
4 干湿交替作用下泥质灰岩隧道隔水岩体失稳机理研究
4.1 不同隔水岩层厚度模拟试验工况
4.2 不同隔水岩层厚度隧道突涌水灾害过程
4.3 干湿交替下隧道围岩应力、位移演化特征
4.4 隔水岩层最小安全厚度确定
4.5 本章小结
5 地应力影响下岩溶隧道干湿交替作用离散元数值模拟
5.1 干湿交替作用离散元计算方法
5.2 干湿交替作用下隧道围岩应力、位移及渗流场演化特征
5.3 干湿交替作用下埋深对岩溶隧道稳定性的影响
5.4 干湿交替作用下侧压力系数对岩溶隧道稳定性的影响
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论与创新点
6.2 进一步的研究工作
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]Strength and deformation behaviors of bedded rock mass under bolt reinforcement[J]. Wenxin Zhu,Hongwen Jing,Lijun Yang,Bing Pan,Haijian Su. International Journal of Mining Science and Technology. 2018(04)
[2]承压型隐伏溶洞突水灾变演化过程模型试验[J]. 李术才,潘东东,许振浩,李利平,林鹏,袁永才,高成路,路为. 岩土力学. 2018(09)
[3]大跨径隧道突泥涌水处治技术研究[J]. 刘伟. 施工技术. 2018(09)
[4]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)
[5]锚杆作用下块状岩体力学特性试验研究[J]. 朱文心,靖洪文,张力,陈敏亮,苏海健. 采矿与安全工程学报. 2018(02)
[6]隧道突水突泥致灾构造分类、地质判识、孕灾模式与典型案例分析[J]. 李术才,许振浩,黄鑫,林鹏,赵晓成,张庆松,杨磊,张霄,孙怀凤,潘东东. 岩石力学与工程学报. 2018(05)
[7]干湿循环对深部粉砂岩蠕变特性影响的试验研究[J]. 马芹永,郁培阳,袁璞. 岩石力学与工程学报. 2018(03)
[8]地下隧道环境突涌水灾害治理工程实例[J]. 崔健,李莉. 西部探矿工程. 2017(12)
[9]岩溶隧道承压隐伏溶洞突水模型试验与数值分析[J]. 潘东东,李术才,许振浩,李利平,路为,林鹏,黄鑫,孙尚渠,高成路. 岩土工程学报. 2018(05)
[10]干湿循环作用下砂岩溶蚀的孔隙度演化规律[J]. 刘新荣,袁文,傅晏,王子娟,缪露莉,谢文博. 岩土工程学报. 2018(03)
博士论文
[1]复杂受力状态下裂隙岩体渗透特性试验研究[D]. 尹乾.中国矿业大学 2017
[2]基于等效岩体力学参数的隧道下伏溶洞顶板安全厚度研究[D]. 刘波.北京科技大学 2016
[3]深埋节理岩体渗流演化机理及工程应用[D]. 苏海健.中国矿业大学 2015
[4]隧道工程富水断层破碎带注浆加固机理及应用研究[D]. 张伟杰.山东大学 2014
[5]酸性环境干湿交替作用下泥质砂岩宏细观损伤特性研究[D]. 张梁.重庆大学 2014
[6]饱水—失水循环劣化作用下库岸高边坡岩石流变机理及工程应用研究[D]. 王新刚.中国地质大学 2014
[7]深长隧道充填型致灾构造渗透失稳突涌水机理与风险控制及工程应用[D]. 石少帅.山东大学 2014
[8]沪蓉西高速公路乌池坝岩溶隧道涌水成灾机理研究[D]. 王国斌.中国地质大学 2012
[9]岩溶隧道防突厚度及突水机制研究[D]. 郭佳奇.北京交通大学 2011
[10]干湿循环水岩相互作用下岩石劣化机理研究[D]. 傅晏.重庆大学 2010
硕士论文
[1]“风干—浸泡”循环作用下损伤砂岩力学特性研究[D]. 朱敏.三峡大学 2013
[2]不同JRC单裂隙渗流特征的试验研究[D]. 陶玉敬.西南交通大学 2007
本文编号：3445326
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 技术路线及主要研究内容
2 干湿交替作用下泥质灰岩强度劣化与孔隙演化
2.1 工程概况
2.2 饱水后岩溶泥质灰岩的强度劣化规律
2.3 干湿交替作用下泥质灰岩孔隙演化特征
2.4 本章小结
3 岩溶隧道干湿交替作用物理模拟试验装置及方法
3.1 岩溶隧道突水灾害试验系统
3.2 流固耦合相似材料研制
3.3 干湿交替作用模型试验方法
3.4 干湿交替作用对隧道围岩的影响及突涌水演化
3.5 干湿交替作用对隧道围岩变形叠加效应
3.6 本章小结
4 干湿交替作用下泥质灰岩隧道隔水岩体失稳机理研究
4.1 不同隔水岩层厚度模拟试验工况
4.2 不同隔水岩层厚度隧道突涌水灾害过程
4.3 干湿交替下隧道围岩应力、位移演化特征
4.4 隔水岩层最小安全厚度确定
4.5 本章小结
5 地应力影响下岩溶隧道干湿交替作用离散元数值模拟
5.1 干湿交替作用离散元计算方法
5.2 干湿交替作用下隧道围岩应力、位移及渗流场演化特征
5.3 干湿交替作用下埋深对岩溶隧道稳定性的影响
5.4 干湿交替作用下侧压力系数对岩溶隧道稳定性的影响
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论与创新点
6.2 进一步的研究工作
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]Strength and deformation behaviors of bedded rock mass under bolt reinforcement[J]. Wenxin Zhu,Hongwen Jing,Lijun Yang,Bing Pan,Haijian Su. International Journal of Mining Science and Technology. 2018(04)
[2]承压型隐伏溶洞突水灾变演化过程模型试验[J]. 李术才,潘东东,许振浩,李利平,林鹏,袁永才,高成路,路为. 岩土力学. 2018(09)
[3]大跨径隧道突泥涌水处治技术研究[J]. 刘伟. 施工技术. 2018(09)
[4]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)
[5]锚杆作用下块状岩体力学特性试验研究[J]. 朱文心,靖洪文,张力,陈敏亮,苏海健. 采矿与安全工程学报. 2018(02)
[6]隧道突水突泥致灾构造分类、地质判识、孕灾模式与典型案例分析[J]. 李术才,许振浩,黄鑫,林鹏,赵晓成,张庆松,杨磊,张霄,孙怀凤,潘东东. 岩石力学与工程学报. 2018(05)
[7]干湿循环对深部粉砂岩蠕变特性影响的试验研究[J]. 马芹永,郁培阳,袁璞. 岩石力学与工程学报. 2018(03)
[8]地下隧道环境突涌水灾害治理工程实例[J]. 崔健,李莉. 西部探矿工程. 2017(12)
[9]岩溶隧道承压隐伏溶洞突水模型试验与数值分析[J]. 潘东东,李术才,许振浩,李利平,路为,林鹏,黄鑫,孙尚渠,高成路. 岩土工程学报. 2018(05)
[10]干湿循环作用下砂岩溶蚀的孔隙度演化规律[J]. 刘新荣,袁文,傅晏,王子娟,缪露莉,谢文博. 岩土工程学报. 2018(03)
博士论文
[1]复杂受力状态下裂隙岩体渗透特性试验研究[D]. 尹乾.中国矿业大学 2017
[2]基于等效岩体力学参数的隧道下伏溶洞顶板安全厚度研究[D]. 刘波.北京科技大学 2016
[3]深埋节理岩体渗流演化机理及工程应用[D]. 苏海健.中国矿业大学 2015
[4]隧道工程富水断层破碎带注浆加固机理及应用研究[D]. 张伟杰.山东大学 2014
[5]酸性环境干湿交替作用下泥质砂岩宏细观损伤特性研究[D]. 张梁.重庆大学 2014
[6]饱水—失水循环劣化作用下库岸高边坡岩石流变机理及工程应用研究[D]. 王新刚.中国地质大学 2014
[7]深长隧道充填型致灾构造渗透失稳突涌水机理与风险控制及工程应用[D]. 石少帅.山东大学 2014
[8]沪蓉西高速公路乌池坝岩溶隧道涌水成灾机理研究[D]. 王国斌.中国地质大学 2012
[9]岩溶隧道防突厚度及突水机制研究[D]. 郭佳奇.北京交通大学 2011
[10]干湿循环水岩相互作用下岩石劣化机理研究[D]. 傅晏.重庆大学 2010
硕士论文
[1]“风干—浸泡”循环作用下损伤砂岩力学特性研究[D]. 朱敏.三峡大学 2013
[2]不同JRC单裂隙渗流特征的试验研究[D]. 陶玉敬.西南交通大学 2007
本文编号：3445326
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