前震旦系砂岩与板岩互层地层隧道开挖突水突泥灾害机理模型试验（英文）

目的：前震旦系砂板岩互层地层突水突泥灾害给隧道工程建设带来了巨大的困难。本文旨在通过室内模型试验，再现前震旦系砂板岩互层隧道突水突泥灾害的灾变演化过程，分析围岩应力应变、渗透压力与流量随隔水层厚度减小的变化规律，揭示砂板岩互层隧道隔水层渗透失稳突水突泥的灾变诱发机制，为突水突泥灾害的防控提供重要参考。创新点：1.建立了前震旦系砂板岩互层隧道突水突泥工程地质模型；2.通过模型试验再现了前震旦系砂板岩互层隧道突水突泥灾变演化过程；3.揭示了隔水层厚度减小过程中隧道围岩应力应变、渗流压力与流量等特征参数的变化规律。方法：1.通过突水突泥灾害统计（图3和6）和地质结构特征（图4和5）分析，构建前震旦系砂板岩互层隧道突水突泥工程地质模型（图7）;2.通过正交试验设计和材料配比试验，研制板岩和砂岩的流固耦合相似材料（图12和13）;3.通过模型试验，再现前震旦系砂板岩互层隧道突水突泥灾变演化过程（图16）。结论：1.前震旦系砂板岩互层隧道突水突泥灾变演化过程可划分为渗流阶段、高涌流阶段和衰减阶段3个阶段，围岩应力应变、渗流压力与流量的变化具有阶段性特征；2.围岩应变能密度特征揭示了地下水对围岩的侵...