全风化花岗岩突水通道扩展的颗粒起动流速研究

摘要：

突水突泥是富水全强风化花岗岩隧道施工常见的地质灾害,地层颗粒的流失是导致突水通道扩展的关键因素,其中颗粒达到起动流速是其流失的临界条件.考虑水流冲刷和土体黏结作用,对突水通道断面颗粒进行三维受力分析,导出颗粒的临界起动条件,建立了考虑颗粒粒径、颗粒坡面位置、相对暴露度三因素的颗粒起动流速函数,并利用数值方法分析了上述三因素对起动流速的影响规律.计算分析表明:起动流速随粒径增大先减小后增大,通道断面不同坡面位置颗粒起动流速呈明显的对称性,总体上起动流速随相对暴露度的增大呈增大趋势.采用正交试验法研究了三因素对颗粒起动流速的敏感性,发现粒径对起动流速影响最为显著.同时根据断面颗粒起动最小流速标准及相对暴露度的随机性,简化颗粒坡面位置和相对暴露度两因素,导出颗粒起动流速的简化公式,最后利用室内试验和工程实例验证了该公式的合理性.

关键词：全风化花岗岩、突水通道、起动流速、粒径、颗粒坡面位置、相对暴露度

所属期刊栏目：38

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973项目研究课题2013CB036006;国家自然科学基金No.51379200,No.51225902.This work was supported by National Basic Research Program of China 973 Program2013CB036006;National Natural Science Foundation51379200,51225902

在线出版日期：2017-05-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1179-1187