溶洞對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性影響的數(shù)值分析.pdf

1、我國(guó)是世界上巖溶地區(qū)分布最廣的國(guó)家，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的地下工程興建在巖溶地區(qū)，巖溶隧道穩(wěn)定性問題已成為工程建設(shè)中的突出問題，要順利地進(jìn)行工程建設(shè)，就必須解決巖溶對(duì)工程的影響及工程誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害問題。目前，人們對(duì)巖溶地區(qū)隧道的研究較少，研究方法也多采用數(shù)值分析的方法，如離散元法，邊界元法，有限元法等。但是，以往的這些數(shù)值分析方法很難獲得隧道的破壞過程。對(duì)于隧道的施工，我們很大程度上關(guān)心的是硐室的可能破壞形式，這是一般的數(shù)值

2、分析方法難以做到，而現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)試或試驗(yàn)的方法，不僅費(fèi)錢費(fèi)力，獲得的數(shù)據(jù)與實(shí)際還有一定出入，有時(shí)直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可用。 為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)巖溶隧道的穩(wěn)定性，本文采用東北大學(xué)巖石破裂與失穩(wěn)研究中心開發(fā)的RFPA強(qiáng)度折減版分類對(duì)圍巖的破壞情況進(jìn)行二維彈性有限元數(shù)值分析。 1.把安全系數(shù)引入隧道圍巖穩(wěn)定性分析中，獲得了溶洞不同大小、遠(yuǎn)近和位置下的安全系數(shù)，溶洞的分布形式要比溶洞大小和遠(yuǎn)近更重要，側(cè)溶洞對(duì)圍巖穩(wěn)定性影響最大，底溶洞的次之，

3、頂溶洞影響最小。 2.揭示了隧道圍巖的動(dòng)態(tài)破壞過程，研究表明，隧道兩幫和底溶洞是最易發(fā)生破壞的部位；頂溶洞對(duì)圍巖的破壞形式影響較小，側(cè)溶洞通常引發(fā)貫穿破壞，底溶洞直徑較小時(shí)，以隧道破壞為主，當(dāng)和隧道跨度相比較大時(shí)，以溶洞破壞為主。 3.對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行仿真模擬，結(jié)果表明隧道的安全系數(shù)較低，同時(shí)再現(xiàn)了圍巖失穩(wěn)破壞的過程，并給出了理論分析。 該研究為工程的施工和支護(hù)提供可靠的依據(jù)，也為實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試提供理論上的參考，具