深埋溶隙灰岩防突层水力破坏特征数值研究
周富彪1
刘磊2
穆孟3
劳家荣4
程小杰1
蒙彦1
1.中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心,广西桂林 541004;中国地质调查局岩溶塌陷防治创新中心,广西桂林 541004;广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站,广西平果 5314062.华邦建投集团股份有限公司,甘肃兰州 7301993.上海远通路桥工程有限公司,上海 2017004.广西桂贺高速公路有限公司,广西桂林 542500
摘要：岩溶区深埋巷道与围岩内水体之间的防突水岩层是阻隔地下水向巷道开挖临空面突涌的关键层.溶隙发育降低防突层岩体厚度和完整性,对防突层抵御地下水突涌造成不良影响.为研究溶隙发育对深埋灰岩防突层水力破坏特征的影响,在测定灰岩物理力学参数的基础上开展不同类型溶隙灰岩防突层在地应力和逐级水压作用下的数值研究.结果表明:(1)深埋溶隙灰岩防突层岩盘在高地应力和逐级水压加载下表现出四个变形破坏阶段:弹性变形阶段、塑性变形阶段、残余强度阶段和破坏阶段;(2)深埋灰岩防突层岩盘岩溶率越高,防突层岩盘水力破坏的临界水压力越小,研究获得了防突层岩盘破坏临界水压和岩溶率的关系曲线;(3)无溶隙发育的防突层岩盘在水压力作用下更容易在上表面周缘发生张拉破坏,在下表面周缘发生拉剪混合破坏,在下表面中心区域发生张拉破坏;(4)溶隙发育影响应力应变在防突岩盘内的分布,发育溶隙的防突层岩盘在水压力作用下更容易在溶隙带边缘与尖端处发生拉剪混合破坏,在岩盘下表面周缘发生压剪破坏,下表面中心区域发生张拉破坏;(5)多个邻近的溶隙尖端拉剪变形易相互贯通形成连续的拉剪破裂带.水压作用下防突岩盘因溶隙发育的不同可发生张拉破坏、拉剪破坏、压剪破坏或组合破坏.
关键词：深埋巷道溶隙灰岩防突层残余强度水力破坏数值模拟
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)P642.25(水文地质学与工程地质学)
资助基金：中国地质科学院基本科研业务费专项(JKYQN202369)中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2021015)中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2023016)中国地质调查局地质调查项目(DD20230441)中国地质调查局地质调查项目(DD20230600211)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-03-17（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 1121-1133 )
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