饱水裂隙破坏模式及影响因素理论分析

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2016.08.007

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隧道建设（中英文） ›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (8): 933-940.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2016.08.007

饱水裂隙破坏模式及影响因素理论分析

廖斌, 黄厚旭, 戎晓力, 张志成

（中国人民解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室, 江苏南京 210007）

收稿日期:2015-12-17 修回日期:2016-03-31 出版日期:2016-08-20 发布日期:2016-08-17
作者简介:廖斌（1990—），男，宁夏石嘴山人，中国人民解放军理工大学建筑与土木工程专业在读硕士，研究方向为地下工程安全风险管理。〖JP〗 Email： l_bin90@163.com。
基金资助:
国家重点基础研究发展计划“973”项目(2013CB036005)

Theoretical Analysis of Failure Mode of Watersaturated Fissure and Its Influencing Factors

LIAO Bin, HUANG Houxu, RONG Xiaoli, ZHANG Zhicheng

（State Key Laboratory of Explosion & Impact and Disaster Prevention & Mitigation, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, Jiangsu, China）

Received:2015-12-17 Revised:2016-03-31 Online:2016-08-20 Published:2016-08-17

摘要/Abstract

摘要：

深长岩溶隧道掘进过程中掌子面和隧道两侧壁将出现大量裂隙，裂隙在远场应力与水压力的共同作用下将发生扩张膨胀，使得通过裂隙的水流量增大并最终导致隧道发生大范围的突水突泥事件。受水压致裂技术的影响，一般认为裂隙内部水流作用的机制是由水力劈裂和水压扩径造成的。基于断裂力学和流体力学，在平面受力情况下求解含水裂隙发生劈裂破坏和压剪破坏所需的临界水压值，并将两者进行比较后发现，同一裂隙发生水力劈裂破坏所需的临界水压大于其发生压剪破坏所需的临界水压，得出压剪破坏是含水裂隙破坏的主要形式。

关键词: 岩溶隧道, 含水裂隙, 拉剪破坏, 压剪破坏, 破坏模式

Abstract:

A large amount of fissures would occur on tunnel face and tunnel sidewalls during deep long karst tunnel excavation. Due to the interaction of farfield stress and water pressure, the fissures would be expanded and the water flow rate will be increased. As a result, largescale water and mud gushing would occur.The mechanism of internal water effect of fissures is considered to be hydraulic fracture effect and hydrostatic expansion effect popularly. The critical water pressure stresses of tensoshear failure and compressionshear failure in conditions of plane strain are calculated based on fracture mechanics and fluid mechanics. The calculated results show that the critical water pressure stress of tensoshear failure is larger than that of compressionshear failure. The compressionshear failure is the main failure mode of watersaturated fissure.

Key words: karst tunnel, watersaturated fissure, tensoshear failure, compressionshear failure, failure mode

中图分类号:

U 45

廖斌, 黄厚旭, 戎晓力, 张志成. 饱水裂隙破坏模式及影响因素理论分析[J]. 隧道建设, 2016, 36(8): 933-940.

LIAO Bin, HUANG Houxu, RONG Xiaoli, ZHANG Zhicheng. Theoretical Analysis of Failure Mode of Watersaturated Fissure and Its Influencing Factors[J]. Tunnel Construction, 2016, 36(8): 933-940.

[1]	王志杰，唐力，蒋新政，侯伟名，徐海岩，季晓峰. 大断面公路隧道临近溶洞开挖稳定性模型试验研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(S1): 16-24.
[2]	邢修举. 岩溶隧道瞬变电磁三维超前探测技术研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(2): 287-293.
[3]	管泽英，杨朝帅. 超前预注浆技术在高压富水岩溶隧道中的优化应用[J]. 隧道建设, 2018, 38(S1): 136-141.
[4]	彭奇，刘国峰，杨腾，陈立. 强降雨条件下岩溶地质环境因素对隧道安全性的影响序列研究[J]. 隧道建设, 2018, 38(7): 1149-1157.
[5]	秦成. 水文监测技术在岩溶隧道施工中的应用[J]. 隧道建设, 2017, 37(7): 878-884.
[6]	雷霆，关欣，洪帆，居炎飞，韩劲龙，李乐乐. 顶部溶洞水压对隧道突涌水灾害影响的数值分析[J]. 隧道建设, 2017, 37(2): 167-173.
[7]	杨卓，马超. 基于BP神经网络方法的岩溶隧道突涌水风险预测[J]. 隧道建设, 2016, 36(11): 1337-1342.
[8]	李集，常乐. 基于岩溶分布分析的突水风险评估模型研究[J]. 隧道建设, 2015, 35(8): 792-801.
[9]	洪开荣. 我国隧道及地下工程发展现状与展望[J]. 隧道建设, 2015, 35(2): 95-107.
[10]	李集，卢浩，夏沅谱. 岩溶隧道防突安全厚度研究综述及估算方法探讨[J]. 隧道建设, 2014, 34(9): 862-872.
[11]	张建国. 鸡口山岩溶隧道处治方法适用性模拟对比分析[J]. 隧道建设, 2014, 34(8): 731-736.
[12]	朱浩博，乔春生. 岩溶隧道与下部溶洞间安全距离预测模型研究[J]. 隧道建设, 2013, 33(10): 836-840.
[13]	蒋进波. 高速公路岩溶隧道溶洞处理施工技术[J]. 隧道建设, 2012, 32(增刊1): 122-125.
[14]	任昌真，史友海，何宇. 方解石的形成机制及其在岩溶隧道地质预报中的应用研究[J]. 隧道建设, 2012, 32(6): 821-826.
[15]	杨丹, 李伟. 岩溶隧道施工中的拱桥跨越技术[J]. 隧道建设, 2010, 30(增刊1): 425-428.

饱水裂隙破坏模式及影响因素理论分析

Theoretical Analysis of Failure Mode of Watersaturated Fissure and Its Influencing Factors

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