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题名岩溶隧道掌子面突水机制及岩墙安全厚度研究
被引量：45
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作者
郭佳奇
乔春生
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机构
河南理工大学土木工程学院
北京交通大学土木建筑学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第3期105-111,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(50978018)
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文摘
从断裂力学角度分析高压岩溶水作用下裂隙扩展机理,认为自然营造力作用下水力劈裂多属压剪破坏模式。运用断裂力学和水力学理论分析隧道掌子面突水滞后效应和扩径效应,指出:裂纹扩展跳跃性在宏观上表现为隧道掌子面突水的滞后性;掌子面突水通道最终形成需经过多个阶段,其最终尺寸受岩溶水压力、掌子面岩体质量等因素控制。认为隧道掌子面突水是由于开挖扰动降低了水压劈裂的临界水压力造成的。据此观点,建立基于临界水压力的掌子面岩墙安全厚度计算公式。以宜万线云雾山隧道为例,计算得到岩墙最小安全厚度与施工中普遍采用预留厚度较为一致,说明此方法较为合理,可为类似工程提供参考。
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关键词
岩溶隧道
掌子面突水
滞后效应
扩径效应
岩墙安全厚度
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Keywords
karst tunnel
water-inrush of tunnel face
hysteresis effect
diameter-expanding effect
safe thickness of rock wall
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分类号
U456
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名高风险岩溶隧道掌子面突水机制研究
被引量：43
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作者
孙谋
刘维宁
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机构
北京交通大学土木工程与建筑学院
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第4期1175-1180,共6页
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文摘
在我国西部强岩溶地区,越来越多的长大深埋隧道潜在突水、突泥的风险,由于隐伏岩溶水体位置、规模以及体量的不确定性,突水模式与类型异常复杂,隧道掌子面的突水风险系数极高。对于隧道开挖后围岩结构完整性较好的掌子面,在特大体量隐伏岩溶水体作用下,当开挖面进入安全厚度内迅速发生破断突水,具备明显的突变特征。针对隧道掌子面发生破断突水的突变特征,采用数值手段探讨了施工条件对突水突变现象的影响。将隧道简化为圆形,建立了掌子面失稳的折叠突变模型,通过对系统势能函数的分析,推导了隧道掌子面发生破断的突水条件和最小安全厚度计算公式,基于系统势能突变控制参数灾变演化路径的分析,提出了掌子面突水的具体防治措施,并结合工程实例验证了其可行性。
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关键词
岩溶隧道
掌子面破断突水
突变模型
突水判据
最小安全厚度
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Keywords
karst tunnel
water inrush induced by tunnel face instability
catastrophe model
water inrush criterion
minimal safety thickness
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分类号
U45
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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