充填型岩溶管道致灾机理研究

摘要

充填型岩溶管道是岩溶隧道突水突泥的一种重要致灾类型,且往往具有延滞性的特点,因此本文对充填型岩溶管道致灾机理进行研究,分别建立充填体滑移失稳力学模型及渗透失稳力学模型,并推导出充填滑移体临界安全厚度计算公式;利用数值分析揭示隧道开挖后,岩溶管道内部渗流演化过程.研究结果表明:充填滑移体临界长度随宽度的增加而增大,但增长速率呈现减小趋势;当充填体倾角小于45°时,充填滑移体临界长度随倾角近似线性增加,当倾角大于60°时,增长率明显降低;充填滑移体临界长度随侧压力系数的增加而减小,但其减小速率逐渐变小;临界长度随水压的增加而增大,但增速逐渐降低.对于渗透滑移类型,泥砂混合流体对管壁的拖曳力更大,扩径作用也更为明显.隧道开挖使得岩溶管道充填体的孔隙水压力呈现先减小后增大的变化规律,揭示了充填型岩溶管道致灾呈"滞后性"的内在机制.