武汉地区沙漏型岩溶塌陷数值分析与模型试验研究

摘要

隧道穿越沙漏型岩溶地质时,岩溶处理范围直接影响工程安全和投资.为量化计算岩溶处理范围进行岩溶塌陷角的分析和研究,首先,采用模型试验模拟岩溶塌陷过程,验证饱和砂性土渗流液化塌陷机制,定量研究砂层漏失量和塌陷角大小,测算出塌陷角为35.8°;然后,通过5种工况下的岩溶塌陷过程模拟分析隧道变形形态,结合隧道变形控制标准确定隧道与溶洞的最小安全距离,反算出塌陷角为33.9°;最后,对比分析模型试验和数值计算得到的岩溶塌陷角大小,得出沙漏型岩溶塌陷角与砂土内摩擦角近似的结论,塌陷角取值可在内摩擦角的基础上加1～3°.将研究结果应用在武汉地铁6号线沙漏型岩溶治理中,取塌陷角为35°计算岩溶处理范围,按此方案实施后盾构顺利穿越岩溶区.