【摘 要】
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近年来,随着我国各类基础工程建设的蓬勃发展,与隧道相关的大规模工程呈现出了超长、大埋深的特点。隧道开挖过程中岩土体与地下水之间的相互作用是非常复杂的,对他们相互关
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近年来,随着我国各类基础工程建设的蓬勃发展,与隧道相关的大规模工程呈现出了超长、大埋深的特点。隧道开挖过程中岩土体与地下水之间的相互作用是非常复杂的,对他们相互关系的研究也是相当复杂与困难的。深埋隧道的流固耦合分析,对深埋隧道的施工有着至关重要的指导作用。对此,本文以锦屏二级水电站为依托,主要展开了一下研究工作:(1)利用成都理工大学自主开发的高压渗透仪对辅助洞中三叠系白山组大理石岩样进行了岩石力学性质和渗透性变化规律研究:1)较单轴压缩试验来说,高水压下岩石的弹性模量变化不大,但是岩石的强度提升近一倍。说明围压存在对岩石强度的影响不容忽视。将岩石的高水压强度应用于工程中,可以更有效地降低造价、避免浪费;2)不同的岩石试样在不同围压作用下的渗透率变化规律大致相同。在不同渗透压下的渗透率变化略有不同;各个岩样的渗透系数随围压和渗透压的变化均呈二次多项式关系,但围压与渗透压对渗透系数的作用机制是不一样的,渗透压对其影响更重要、更符合实际情况;3)岩样的渗透性能除与围压和渗透压这样的外部条件有关之外,岩石试样变形引起的孔隙和裂隙变化是导致岩石试样渗透率变化的根本原因。(2)对含有微裂隙的渗透岩样进行CT扫描,观察岩样内部的裂隙发育情况,在一定程度上印证了高压渗透试验中对含有微裂隙岩石渗透性变化的解释是较为合理的;(3)采用FLAC 3D数值软件模拟辅助洞的施工过程:1)在开挖过程中,隧洞渗流场的变化明显,隧洞周边出现孔隙水压力急剧减小及渗流速度急剧增加,含水层水位迅速下降,整体形成以隧洞为中心的降落漏斗;2)隧道开挖过程中掌子面前方及隧道环向的水流流速均较大,易发生事故,因此在隧道开挖掘进过程中,地下水探测时需要加强防范措施,同时也要及时的加大注浆量进行止水,以防止涌突水事故发生;3)预测的隧道经常涌水量与勘察报告中的涌水量大致吻合,可知该数值模拟方法相对准确。4)隧道开挖过程中,隧洞发生塑性变形造成隧洞各个方向位移量增大。隧洞的竖向变形位移量较两侧的大,因此,施工过程中必须采取相应措施控制隧道周边塑性区的发展,且支护重点应放在隧洞顶部,以防止隧洞顶部位移过大,岩石掉落损害生命财产安全。
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