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摘要
针对深部隧(巷)道突水灾害中导水通道内渗透压力的强隐蔽性难题,基于防突岩体受力状态的理想概化,研制大尺度高压大流量突水灾变物理模拟试验系统。该系统试件尺寸为1 800 mm×300 mm×300 mm,地应力(6MPa)加载由活塞式均布压力伺服加载器实现,可有效解决荷载不均匀、刚度不匹配带来的试验结果畸变问题;高压(2 MPa)突水源由高压氮气罐组和大容量恒压水灌组成,利用气液复合加载的高灵敏特征,可实现灾变后的高水压保持和大流量补给。开发了从相似材料、模型浇筑安装到数据采集等全套试验技术,提出"防水水泥+水性聚氨酯+环氧树脂+辅助止水带"的四位一体边界止水方法,解决相似材料试件边界高压水密封的难题。针对典型致灾构造开展了考虑地质缺陷产状及规模、原岩应力水平及方向性、突水源压力和充填介质特征等多种主控因素的一系列试验,结合多场耦合数值仿真,提出导水通道内渗透压力和水力梯度的时空演化理论模型,初步揭示突涌水通道渐进导通的内在机理。
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单位中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
