可溶岩裂隙溶蚀-损伤耦合演化特征及岩溶隧道围岩失稳致灾机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51279089
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:82.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0905.水工岩土工程
- 结题年份:2016
- 批准年份:2012
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2013-01-01 至2016-12-31
- 项目参与者:涂鹏飞; 毛青峰; 胡善超; 渠成堃; 毛求锋; 万诚;
- 关键词:
项目摘要
Aiming at safety of surrounding rock during the operation of Karst tunnel which combined with the stability of surrounding rock and long-term reliability of supporting structure, the system research on this project has been done. At first, through a series of tests such as meso-mechanics test, triaxial compression test, creep test, coupled mechanics-penetration-dissolution test of Karst rock cracks, Karst rock damage characteristics test with dissolving effect and bolt long-term reliability simulation test with dissolving effect, meso-destruction mechanism and macro-mechanical characteristics of Karst rock, coupled dissolved-damage characteristics of Karst rock cracks, the quantitative relationship between macro-dissolving speed and damage characteristics, and the machanism and weaken law of bolt long-term reliability with dissolving effect have been obtained. Based on the result of Karst rock mechanical test and coupled mechanics-penetration-dissolution test of Karst rock cracks, damage model of Karst rock crack with dissolving effect has been built. And then, based on coupled dissolved-damage characteristics of Karst rock cracks and the machanism of bolt long-term reliability with dissolving effect, mechanism of instability of surrounding rock of Karst tunnel has been obtained. At last, associated with mechanism of instability of surrounding rock of Karst tunnel and damage model of Karst rock crack with dissolving effect and the quantitative relationship between macro-dissolving speed and damage characteristics and the weaken law of bolt long-term reliability with dissolving effect, combined qualitative and quantitative method for the forecast on long-term safety trend of surrounding rock with the influence for bolt long-term reliability by dissolving effect during the operation of Karst tunnel has been obtained and applied into the actual tunnel engineering. The achieved results can provide the important theoretical and technical support for design and construction and safe operation of tunnel engineering in Karst area of China.
本项目以岩溶隧道运营期间围岩安全性(围岩自身稳定性和支护结构长期可靠性共同作用结果)为研究目标开展系统研究,首先通过一系列试验,揭示可溶岩细观破坏机制和宏观力学特征、可溶岩裂隙溶蚀-损伤耦合演化特征、可溶岩宏观溶解速度与其损伤特性之间的定量关系、岩溶作用下锚杆长期可靠性弱化机制与规律;基于试验结果,建立岩溶作用下可溶岩裂隙损伤模型;基于可溶岩裂隙溶蚀-损伤耦合演化特征,结合岩溶作用下锚杆长期可靠性弱化机制,建立岩溶隧道围岩失稳致灾机制;根据岩溶隧道围岩失稳致灾机制,结合岩溶作用下可溶岩裂隙损伤模型、可溶岩宏观溶解速度与其损伤特性之间的定量关系以及岩溶作用下锚杆长期可靠性弱化规律,建立定量与定性相结合的可考虑岩溶作用对锚杆长期可靠性弱化影响的岩溶隧道运营期间围岩长期安全性趋势预测方法,并进行实际工程分析。该研究成果可为我国岩溶地区隧道工程的设计施工及安全运营提供重要的理论和技术支持。
结项摘要
岩溶是可溶性岩石(简称为可溶岩),特别是碳酸盐类岩石(如灰岩等)、硫酸盐类岩石(如膏盐岩等)受水溶蚀而形成的。在实施西部大开发战略过程中,遇到的挑战性问题之一就是如何解决岩溶对隧道等工程安全性的影响。本项目以岩溶隧道运营期间围岩安全性(围岩自身稳定性和支护结构长期可靠性共同作用结果)为研究目标开展系统研究。首先通过可溶岩细观力学试验、三轴压缩试验,建立了适合于描述可溶岩细观破坏机制和宏观力学特征的细观-宏观耦合的塑性损伤耦合模型;通过研制的岩溶作用下可溶岩损伤特性测试三轴仪,进行岩溶作用下可溶岩损伤特性测试,建立了可溶岩宏观溶解速度与其损伤特性之间的定量关系;通过研制的岩溶作用下锚杆长期可靠性弱化模拟测试装置,进行岩溶作用下锚杆长期可靠性弱化模拟测试,初步建立了岩溶作用下锚杆长期可靠性弱化机制与规律。继而,基于所建立的可溶岩力学模型(从细观-宏观耦合角度建立的可溶岩弹塑性损伤耦合模型以及从宏观力学角度建立的可溶岩塑性力学模型与层状可溶岩横观各向同性应变软化模型)以及岩溶作用下可溶岩损伤特性测试结果,建立了岩溶作用下可溶岩裂隙损伤模型。最后,根据岩溶隧道围岩失稳致灾机制,结合岩溶作用下地下工程可溶岩围岩力学稳定性计算分析方法以及初步建立的岩溶作用下锚杆长期可靠性弱化机制与规律,初步建立了定量与定性相结合的可考虑岩溶作用对锚杆长期可靠性弱化影响的岩溶隧道运营期间围岩长期安全性趋势预测方法。本项目所取得的研究成果可为我国岩溶地区隧道工程的设计施工以及安全运营提供重要的理论和技术支持。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
基于降雨渗流场变化的三峡库区白水河滑坡变形机制与预测
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:中国地质灾害与防治学报
- 影响因子:--
- 作者:尚敏;徐鑫
- 通讯作者:徐鑫
含层理砂岩热膨胀系数的试验研究
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:岩土力学
- 影响因子:--
- 作者:刘海涛;周辉;胡大伟;张传庆;渠成堃;汤艳春
- 通讯作者:汤艳春
基于破坏接近度的地铁隧道流固耦合稳定性分析
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:应用力学学报
- 影响因子:--
- 作者:姚华彦;邵迅;张振华
- 通讯作者:张振华
Analysis on Difference Between Rock Salt Dissolving Model with and Without Mechanical Effect
有机械效应与无机械效应岩盐溶解模型的差异分析
- DOI:10.11648/j.ajce.20160406.20
- 发表时间:2016-12
- 期刊:American Journal of Civil Engineering
- 影响因子:--
- 作者:汤艳春;刘瑞龙;周辉
- 通讯作者:周辉
Analysis on stability of land parcel of Fushun mining group headquarters by exploitation of west open-pit mine
抚顺矿业集团总部西露天矿开发地块稳定性分析
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:Applied Mechanics & Materials
- 影响因子:--
- 作者:汤艳春;房敬年
- 通讯作者:房敬年
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其他文献
溶蚀作用对层状灰岩平行和垂直层面力学性质影响试验研究
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:水利水电技术( 中英文)
- 影响因子:--
- 作者:汤艳春;李炳华;朱泽民;郑玉照;张传庆;周辉
- 通讯作者:周辉
GSI对大型地下洞室围岩稳定性的影响研究-以白鹤滩水电站地下厂房为例
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:水电能源科学
- 影响因子:--
- 作者:汤艳春;商妤凡;陈建林;张传庆;朱泽民;郑玉照
- 通讯作者:郑玉照
基于岩石强度应力比的 35~50m 跨度硬岩洞室围岩稳定性评价分析
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:水利水电技术(中英文)
- 影响因子:--
- 作者:汤艳春;朱泽民;张传庆;郑玉照
- 通讯作者:郑玉照
岩盐裂隙渗流-溶解耦合模型及试验研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:岩石力学与工程学报
- 影响因子:--
- 作者:周辉;汤艳春;胡大伟;冯夏庭;邵建富
- 通讯作者:邵建富
锚杆形态参数对杆体-砂浆界面剪切力学行为的影响
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:科学技术与工程
- 影响因子:--
- 作者:邓亮;张传庆;汤艳春;崔国建;周辉
- 通讯作者:周辉
其他文献
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