基于饱和与非饱和渗流隧道突水突泥研究

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隧道突泥地质灾害在岩溶隧道的施工中比较常见,一般突水突泥地质灾害出现的区域主要集中在掌子面和初期支护刚完成的区域。造成突泥地质灾害的因素有很多,比如岩层中存在断层、软弱夹层、破碎带、含沙层、土石分界处等,这些因素在外界环境的参与下都可能引起隧道在施工时产生突水突泥地质灾害。总的来说,大型的隧道突泥地质灾害对隧道施工的影响比较大,不仅仅给施工过程带来困难,影响施工的进度,而且突然地突泥灾害还在一定程度上威胁到施工技术人员的人生安全。若突泥地质灾害产生后处理不当,在二次开挖中也会消耗更多的工程量,造成不必要的经济损失。本文基于非饱和渗流基础理论,借助Flac3D有限差分软件、Geostudio二维有限元软件模拟分析了隧道突泥区域的隧道开挖和渗流情况。主要包括,运用Flac3D软件模拟分析在饱和情况下隧道开挖后围岩的受力变形特性;用Geostudio有限元软件模拟分析突泥区域在降雨条件和地表径流时隧道区域非饱和渗流与时间的规律。主要获得了以下一些成果:(1)通过固流耦合研究了隧道的稳定性,并分析了左洞地表塌陷对右洞的影响,结果表明左洞突水突泥对右洞稳定性不构成影响。(2)基于饱和与非饱和渗流理论研究隧道开挖地下水迁移规律,运用Geostudio二维有限元软件,分别模拟分析了在强降雨和地表径流情况下,隧道渗流与时间的关系,分析隧道施工突水突泥地质灾害产生机理。(3)根据突水突泥地质灾害的防治原则,针对瑶寨隧道提出了超前地质预报综合探测、二衬紧跟、帷幕注浆等具体的预防原则和治理方法。
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