库尉引水土质洞段渗流应力耦合下的变形及稳定性研究

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隧洞围岩受渗流影响而引发的围岩稳定性问题一直是岩土工程界关注的难点问题。隧洞开挖,造成洞周围岩应力的重新分布,破坏了地下水原有的稳态流动过程,改变了地下水与土体相对平衡状态,而导致隧洞失稳已在不少工程实例中出现。针对此突发问题,需及时对应力场及渗流场作用下,隧洞开挖过程中围岩稳定性进行分析,提出了渗流应力耦合作用下隧洞稳定性问题的研究,并依据实际工程变形监测数据分析,指导地下水位以下水利工程施工。  库尉引水工程地下水位较高,渗流现象严重,给工程施工和围岩稳定性带来了严重的挑战。本文以库尉引水工程实测数据为基础,应用大型岩土工程软件FINAL研究该工程饱水状态下土体变形;将渗流场和应力场作为一个系统,运用大型商业软件GeoStudio2007建立二者耦合关系模型,对土体在渗流场和应力场的耦合作用下围岩稳定性进行系统数值分析。本文进行的渗流应力耦合特性分析时主要分为:仅考虑渗流场、仅考虑应力场、渗流应力耦合三种情况,并对三种情况进行对比分析。主要阐述如下工作:  (1)饱水状态下实际工程变形反分析,与实测多点位移计位移对比,与一次支护后喷层应力对比;  (2)饱水状态下,库尉隧洞土质洞段不同围岩类别情况下隧洞稳定性分析;  (3)库尉隧洞土质洞段围岩长期浸泡后支护结构变形稳定性分析;  (4)渗流应力耦合作用特性分析,开挖状态下土质洞段渗流场、应力场、渗流应力耦合场分析;支护后土质洞段渗流场、应力场、渗流应力耦合场分析;特殊洞段渗流场、应力场、渗流应力耦合场分析。
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