典型不良地质条件下输水隧洞安全分析

发布时间：2021-02-24 15:52

　　以杭州市第二水源千岛湖配水工程输水隧洞为研究对象,采用数值模拟法,对含溶洞、软弱夹层不良地质条件下隧洞初衬时稳定性进行分析,以研究隧洞结构应力、应变分布特征及变化规律,及时发现隧洞穿越不良地质时可能发生的工程异常或隐患。结果表明,含溶洞工况下,隧洞拱腰和拱脚处的位移和应力均有较大幅度的增大;含软弱夹层工况降低了隧洞围岩的整体刚度,隧洞结构各部位的位移均略有增大。 

【文章来源】：水力发电. 2020,46(09)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

岩溶段隧洞分布

本次分析建立施工期隧洞初衬时的简化数值计算模型，模型隧洞长度为10 m，隧洞底部至模型顶部为180 m，隧洞底部至模型底部为60 m，模型宽为200 m。根据工程实际地质情况，分别建立3种不同的工况:(1)正常工况。隧洞穿过IV类围岩，无其他不良地质条件;(2)含溶洞工况。隧洞四周被溶洞所包围，根据工程中溶洞实际的大小建立简化溶洞模型;(3)含软弱夹层工况。隧洞拱顶处存在1条厚2m的水平夹层，根据工程实际支护，建立衬砌和锚杆模型。数值模型见图3。2.2 计算参数

(1)正常工况下，隧洞衬砌结构中，拱顶处位移最大，为3.48 mm，拱脚处次之，拱腰处位移最小。因隧洞开挖后应力回弹，拱底处位移较衬砌结构大，最大位移为5.59 mm。(2)含溶洞工况下，隧洞衬砌结构中，拱脚处位移最大，为4.70 mm，拱腰处次之，拱顶处位移最小，拱底最大位移为4.70 mm。相对于正常工况，拱顶处位移变化不大。由于隧洞受到两侧溶洞的影响，拱腰和拱脚处位移分别增加了134.9%和57.7%，增加幅度较大;右侧的溶洞较大一些，导致衬砌结构右侧位移大于左侧位移。拱底处位移略有减小，这是由于施工时将溶洞内的杂质清除，并回填了混凝土，拱底处结构弹性模量变大，导致位移变小。

【参考文献】：
期刊论文
[1]隐伏溶洞对隧道围岩稳定性的影响研究[J]. 翁振奇,蔡袁强,孙宏磊.  科技通报. 2019(03)
[2]含软弱夹层隧道围岩松动破坏模型试验与分析[J]. 黄锋,朱合华,徐前卫.  岩石力学与工程学报. 2016(S1)
[3]中国隧道工程学术研究综述·2015[J]. 马建,孙守增,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,魏雅雯,叶飞.  中国公路学报. 2015(05)
[4]中国岩石工程若干进展与挑战[J]. 佘诗刚,林鹏.  岩石力学与工程学报. 2014(03)
[5]不同围岩中软弱夹层对洞室围岩稳定性的影响[J]. 张志强,李宁,陈方方,Swoboda Gunter.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2011(07)
[6]侧部岩溶隧道围岩稳定性数值分析与研究[J]. 谭代明,漆泰岳,莫阳春.  岩石力学与工程学报. 2009(S2)
[7]隧道顶部岩溶对围岩稳定性影响的数值分析[J]. 赵明阶,刘绪华,敖建华,王彪.  岩土力学. 2003(03)



本文编号：3049603