《裂隙性隧道圍岩滯後性破裂及湧水突泥機理研究》是依託西南交通大學，由鄧榮貴擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：裂隙性隧道圍岩滯後性破裂及湧水突泥機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄧榮貴
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隧道開挖成洞一段時間之後，圍岩出現突髮式滯後性破裂而引起圍岩湧水突泥的現象時有發生，造成過巨大的傷亡和損失。目前對隧道圍岩揭穿性湧水突泥現象研究較多，對圍岩特別是裂隙性圍岩滯後性破裂引發湧水突泥現象研究很少。本項目擬在廣泛收集水利水電、交通和礦業等領域研究資料基礎上，採用現場調研與測試、水文與工程地質分析、岩石力學試驗、物理及數值模擬和岩體結構力學分析等方法，以典型隧道工程及其監測資料為基礎，就高地應力、高地下水壓力和爆破擾動作用下，裂隙性隧道圍岩滯後性破裂和湧水突泥機理進行研究; 探索高地應力、高地下水壓力和爆破擾動作用下，典型隧道圍岩岩性及結構、隧道形態及尺寸與裂隙性圍岩滯後性破裂特徵之間的關係，揭示裂隙性圍岩滯後性破裂和湧水突泥機理，為建立基於高地應力、高地下水壓力和爆破擾動作用下，裂隙性隧道圍岩滯後性破裂判據和湧水突泥危險性評價預測理論和方法奠定基礎。
結題摘要
1.項目背景：隧道修建中常遇到湧水突泥災害，目前對非揭穿型裂隙圍岩滯後性破裂及其引起的湧水突泥機理和形成條件未給予足夠重視，導致許多隧道出現開挖掌子面後方發生較大規模的湧水突泥工程事故，造成了眾多人員傷亡和巨大財產損失。為此,申請面上基金項目“裂隙性隧道圍岩滯後性破裂及湧水突泥機理研究”，開展相關問題的研究並得到基金委批准。 2.主要研究內容：（1）依託隧道區天然地應力及圍岩應力分布和隧道圍岩岩石力學特性及岩體結構；（2）隧道區水文地質結構特徵及水文地質特徵；（3）隧道圍岩岩體力學特性與岩體水力學結構模型；（4）圍岩結構性時效變形和破裂與湧水突泥機制。 3.重要成果：（1）理論與方法成果：（1）小曲率或直邊隧道圍岩變形破裂逐漸向板裂化發展，形成的定向裂隙孔隙率逐漸變大；（2）地下泥水逐漸向變大的定向裂隙聚集形成地下泥水壓力並逐漸增大；（3）板裂化圍岩在軸向圍岩應力和橫向地下泥水壓力作用下產生時效彎曲變形破裂，達到極限狀態時突發脆斷，泥水突然噴涌而出形成災害；（4）在板裂化圍岩時效彎曲變形過程中如有爆破等動力觸發，板裂化圍岩將會提前突然破裂引起湧水突泥；（5）建立了圍岩板裂概化模型，推導了變長度、厚度及地下泥水壓力下的兩端固定，軸向圍岩壓應力和橫向地下泥水壓力作用下的板彎曲時效變形破裂理論公式，建立了突發破裂判據，並得到原樣小模型、相似材料模型及數值模型分析結果初步驗證。（2）論文成果：發表論文46篇，其中期刊論文45篇，會議論文1篇；檢索論文SCI論文3篇，EI論文10篇，北大中文核心期刊論文37篇；另有2篇錄用待刊。（3）專利成果：發明專利2項，新型專利4項。（4）出站博士後1名;畢業博士2名，即將畢業3名；畢業碩士17名，即將畢業2名。 4.關鍵數據及其科學意義：板裂化圍岩破裂深度是隧道小曲率或直邊牆長度的0.4-0.5倍，這對裂隙性圍岩變形破裂及湧水突泥機理認識及引起的工程災害評價防治具有科學意義。
