考虑质量迁移的全风化花岗岩隧道突水突泥试验

来源：中国血液净化杂志2018年第10期北京时间：

作者：刘金泉, 陈卫忠, 郑卫华, 袁敬强, 聂闻

单位：1. 华东交通大学 土木建筑学院, 江西 南昌 330013;2. 中国科学院海西研究院 泉州装备制造研究所, 福建 泉州 362000;3. 中国科学院武汉岩土力学研究所, 岩土力学与工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430071;4. 江西驱动交通科技有限公司, 江西 南昌 330000

摘要：为研究全风化花岗岩隧道突水突泥变质量渗流特征及灾害演化机理，自行设计了一套可考虑质量迁移及三向应力状态的大型室内突水突泥试验系统。该试验系统主要由加载系统、渗流系统、泥水回收系统组成，具备模拟地层三向应力状态的特点，且设计的渗流系统能较好地模拟颗粒迁移特性。利用该装置系统开展不同水压力及围压下的突水突泥演化试验。结果表明：①全风化花岗岩隧道突水突泥灾害演化是渗流-侵蚀强耦合过程，岩体颗粒在水力作用下发生侵蚀流失，致使岩体孔隙、渗透率增长，进而再次加快颗粒迁移，促使涌水量不断增长；同时，随颗粒物不断迁移，水流流态可能由线性流向非线性流发生突变，最终诱发突水突泥灾害。即，颗粒迁移是突水突泥演化的内因，水流流态的转换是灾变的关键；②突水突泥灾变风险随水压力增加而增加，特别是当水压力达到0.6 MPa时，颗粒流失量达到总质量的11%，涌水量更达到395.84 mL·min^-1，是低压力（0.4 MPa）条件下的4.3倍，且水流流态也由线性流向非线性流转变，表明存在临界水压力促使灾害发生；③突水突泥灾害演化随围压加大而逐步加快，尤其是对灾害演化的初始阶段，表征围压的增长显著加快灾害的初始演化速率并缩减灾害预防时间，因此在高围压环境下须重点监测初期的渗流侵蚀特性。

关键词：隧道工程,突水突泥,试验研究,全风化花岗岩,流失量

基金资助：国家自然科学基金青年科学基金项目（51809253）；国家重点基础研究发展计划（\"九七三\"计划）项目（2013CB036006）