顶部溶洞水压对隧道突涌水灾害影响的数值分析

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2017.02.007

隧道建设（中英文） ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (2): 167-173.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2017.02.007

顶部溶洞水压对隧道突涌水灾害影响的数值分析

雷霆^{1, 2}，关欣¹，洪帆¹，居炎飞^{1, 2}，韩劲龙^{1, 2}，李乐乐^{1, 2}

(1. 武汉港湾工程质量检测有限公司，湖北武汉 430040； 2. 海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室，湖北武汉 430040)

收稿日期:2016-08-19 修回日期:2016-11-10 出版日期:2017-02-20 发布日期:2017-03-04
作者简介:雷霆(1987—)，男，湖北荆门人，2015毕业于山东大学，建筑与土木工程(岩土)专业，硕士，助理工程师，主要从事岩土检测与工程方面的研究工作。Email： lt_paper@126.com。

Numerical Analysis of Influence of Water Pressure of Overlying  Karst Cave on Tunnel Water Inrush

LEI Ting^{1, 2}, GUAN Xin¹, HONG Fan¹, JU Yanfei^{1, 2}, HAN Jinlong^{1, 2}, LI Lele^{1, 2}

(1. Wuhan Harbour Engineering Quality Detection Co., Ltd., Wuhan 430040, Hubei, China;  2. China Hubei Key Laboratory of Advanced Materials & Reinforcement Technology Research for  Marine Environment Structures, Wuhan 430040, Hubei, China)

Received:2016-08-19 Revised:2016-11-10 Online:2017-02-20 Published:2017-03-04

摘要/Abstract

摘要：

岩溶地区地质条件复杂，在隧道修建中存在溶洞突涌水安全隐患，而顶部溶洞带来的灾害性更加明显，溶洞水压是其重要影响因素。针对隧道顶部溶洞，建立数值模型，将溶洞水压作为工况因素，分析围岩中的孔隙水压力变化规律，揭示隧道开挖过程中突涌水通道的分布情况。基于数值模型中单元孔隙水压力突变最大值判断方法，溶洞与掌子面围岩达到塑性状态后，监测两者之间的单元孔隙水压力随开挖步变化速率，找出每一行单元中的最大值，从而确定不同溶洞水压下的突水通道及安全厚度。研究表明，随着顶部溶洞水压增大，突水通道距离溶洞底部由近及远，而安全厚度也随之增大。

关键词: 岩溶隧道, 顶部溶洞, 溶洞水压, 突水通道, 安全厚度

Abstract:

Due to the complex geological conditions of karst area, tunnel construction is often accompanied by potential safety hazard of water inrush from karst caves, especially when the karst cave overlies tunnel (in which condition the water pressure is very important). A numerical model for tunnel under a karst cave is established, and the water pressure of the karst cave is regarded as a construction condition. The variation rules of pore water pressure of surrounding rocks are analyzed, and the distribution of water inrush channel during tunnel excavation is revealed. The water inrush channel and safety thickness of rock under different water pressures of karst cave are decided based on the maximum value estimation method of mutation of the element pore water pressure. The study results show that the distance between water inrush channel and the bottom of karst cave and the safety thickness of rock increase with the water pressure of overlying karst cave increases.

Key words: karst tunnel, overlying cave, water pressure of karst cave, water inrush channel, safety thickness

中图分类号:

U 45

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.

LEI Ting, GUAN Xin, HONG Fan, JU Yanfei, HAN Jinlong, LI Lele. Numerical Analysis of Influence of Water Pressure of Overlying  Karst Cave on Tunnel Water Inrush[J]. Tunnel Construction, 2017, 37(2): 167-173.

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顶部溶洞水压对隧道突涌水灾害影响的数值分析

Numerical Analysis of Influence of Water Pressure of Overlying  Karst Cave on Tunnel Water Inrush

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