深埋隧道前方承压溶洞隔水岩体最小安全厚度研究

作者：房忠栋; 杨为民^*; 王旌; 石锦江; 巴兴之; 王浩

来源：中南大学学报(自然科学版), 2021, 52(08): 2805-2816.

• 深埋隧道
• 溶洞突水
• 数值分析
• 开挖模拟
• 安全厚度

针对深埋隧道掌子面前方承压溶洞突水问题,采用COMSOL数值模拟分析方法,模拟深埋岩溶隧道开挖和突水过程。研究隧道开挖过程中围岩渗流场信息变化规律和塑性区分布特征,结合掌子面主应力差和最大水平位移的变化,提出隔水岩体最小安全厚度确定方法,并通过与模型试验对比,验证数值模拟结果的有效性。分析溶洞直径、溶洞水压、隧道埋深和隧道跨度对隔水岩体最小安全厚度影响规律。基于多元线性回归理论,建立深埋岩溶隧道隔水岩体最小安全厚度预测模型。研究结果表明:对隔水岩体最小安全厚度HS影响程度最大的是溶洞水压P,其次是隧道埋深h,再次是溶洞直径D,影响最小的是隧道跨度L,并且HS与e0.093 7P,lnL,D和h之间存在极其显著的线性关系。

• 单位
  山东高速集团有限公司; 山东大学; 济南轨道交通集团有限公司