基于流固耦合的隧道侧向溶洞防突岩柱厚度研究

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  (1)总结整理了该地区岩溶形成的主要原因,岩溶的主要形态,在隧道修建过程中常用的探测预报手段及处治措施。
  (2)建立隧道侧向溶洞的三维数值模型,对隧道在不同溶洞直径、不同溶洞水压及不同防突岩柱厚度时的三种工况进行了研究,研究得出各工况下,隧道拱圈特征点的应力、位移及初期支护的轴力弯矩在不同断面的横向及纵向的变化规律。
  (3)利用强度折减法的基本理论,通过折减隧道的围岩参数并进行流固耦合分析,以位移突变为隧道围岩的失稳判据,此时的折减系数即为安全系数,分别研究得出了溶洞直径大小、安全系数与防突岩柱厚度的关系;溶洞水压大小、安全系数与防突岩柱厚度的关系。并研究得出防突岩柱发生失稳时,最小主应力也发生突变。
  (4)在安全系数为2时,利用正交试验对溶洞直径大小、溶洞水压大小与防突岩柱厚度进行试验,采用多元回归分析,得出了关于防突岩柱厚度的拟合函数。为类似工程防突岩柱厚度的计算提供借鉴。
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