【摘 要】
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岩溶地区地质构造较为特殊,岩溶发育复杂,溶洞分布具有数量多、交错重叠的特点。在这些地区进行建设的隧道往往埋深较大,周边岩层地应力较高,加之深层岩层中岩溶的发育,使得隧道周边岩层的完整性比较差,强度比较低,岩层裂隙中的水压也比较高,隧道常常无法避免的要近接溶洞,甚至穿过溶洞,面临着极高的建设风险,突水突泥事故频繁发生,已经成为岩溶隧道施工中最严重的灾害之一。本文借助离散-连续耦合模型对隧道和溶洞之间
【基金项目】
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国家自然科学基金高铁联合基金（U1734205）；
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岩溶地区地质构造较为特殊,岩溶发育复杂,溶洞分布具有数量多、交错重叠的特点。在这些地区进行建设的隧道往往埋深较大,周边岩层地应力较高,加之深层岩层中岩溶的发育,使得隧道周边岩层的完整性比较差,强度比较低,岩层裂隙中的水压也比较高,隧道常常无法避免的要近接溶洞,甚至穿过溶洞,面临着极高的建设风险,突水突泥事故频繁发生,已经成为岩溶隧道施工中最严重的灾害之一。本文借助离散-连续耦合模型对隧道和溶洞之间的防突岩体破坏机理和防突安全厚度展开研究,主要研究工作及成果如下:（1）利用离散元软件建立三轴压缩数值模型,对所模拟岩体材料的宏细观参数影响特性展开研究。得到了平行黏结模型各细观参数对所模拟的岩体的宏观参数影响规律,并进行敏感性及显著性分析,研究结果可以为平行黏结模型宏-细观参数的快速标定提供参考。（2）根据平行黏结模型宏细观参数影响特性,对所依托工程现场围岩参数进行快速标定,并建立离散-连续耦合模型和连续元模型进行对比分析,从位移场、应力场的角度对标定结果进行验证,验证了耦合模型计算的精确性。（3）建立离散-连续耦合模型,对防突岩体破坏过程进行了数值模拟,从防突岩体破坏演化过程的角度出发,总结了三类防突岩体的破坏模式:弯折破坏模式、整体剪切破坏模式以及复合破坏模式。（4）采用离散-连续耦合法建立数值模型和正交试验相结合的研究手段,总结了溶洞位于隧道上、右、下侧位置时,防突岩体在各影响因素的影响下,其最小安全厚度的变化规律。并对模拟结果进行多元拟合,得到了防突岩体在不同位置的最小安全厚度预测模型。
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