隧洞施工突水突泥機(jī)理及影響因素研究.pdf

1、水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)規(guī)劃促推了我國(guó)興修水利的新一輪高潮，多座水電站應(yīng)運(yùn)而生，在水工建設(shè)中水工隧洞舉足輕重。然而修建長(zhǎng)大水工隧洞的過(guò)程中，可能遭遇多種復(fù)雜不利地質(zhì)情況，突水突泥的情況時(shí)有發(fā)生，尤其在斷裂破碎帶附近突水突泥更為嚴(yán)重，給隧洞施工和周邊環(huán)境帶來(lái)極大的威脅。本文依托木里河流域水電工程水工隧洞進(jìn)行針對(duì)性的研究，通過(guò)資料調(diào)研、理論研究與數(shù)值模擬等方式，對(duì)不同類(lèi)型的突水突泥做出了宏觀(guān)和細(xì)觀(guān)機(jī)理的研究，探討了影響隧洞施工過(guò)程中突水突泥的主要因素。

2、
　　 基于地質(zhì)構(gòu)造、巖溶及水文地質(zhì)條件、圍巖性質(zhì)三方面的分析，對(duì)不同地質(zhì)環(huán)境下的突水突泥現(xiàn)象進(jìn)行分類(lèi)，確立研究的對(duì)象。在此基礎(chǔ)上對(duì)不同類(lèi)型突水突泥過(guò)程進(jìn)行現(xiàn)象解釋?zhuān)W(xué)分析，得到突水突泥宏觀(guān)規(guī)律，為后面的數(shù)值模擬提供依據(jù)。
　　 根據(jù)隧洞施工突水突泥分類(lèi)，結(jié)合顆粒流模擬流固耦合方法，考慮數(shù)值方法的適用范圍，選用平均中尺度粗糙網(wǎng)格法與虛擬“域”—“通道”法來(lái)建立不同類(lèi)型突水突泥的數(shù)值模型，然后分別闡釋不同流固耦合數(shù)值模型

3、的理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)方法。
　　 針對(duì)不同類(lèi)型的突水突泥過(guò)程進(jìn)行模擬和機(jī)理研究。首先通過(guò)PFC內(nèi)置系統(tǒng)標(biāo)定圍巖的物理力學(xué)參數(shù)和水力學(xué)參數(shù)，建立細(xì)觀(guān)與宏觀(guān)的聯(lián)系，同時(shí)改變細(xì)觀(guān)組構(gòu)來(lái)模擬不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的巖體特征;再根據(jù)不同突水突泥的類(lèi)型，分別建立了蝕潰型和劈裂型顆粒流二維模型。最后按散體結(jié)構(gòu)巖體（Ⅴ類(lèi)圍巖）、單節(jié)理裂隙巖體（Ⅳ類(lèi)圍巖）、較完整巖體（Ⅲ類(lèi)圍巖）三種圍巖環(huán)境，模擬各自突水突泥的發(fā)生，發(fā)展至破壞的過(guò)程，研究其機(jī)理。結(jié)果表明:不同