隧道开挖卸荷效应诱发断层活化突水数值模拟研究

隧道开挖过程中工程岩体卸荷诱发断层活化突水是岩土工程领域的重要研究内容之一。以青岛某地铁站为地质背景，借助COMSOL Multiphysics数值模拟软件，建立不同倾角断层隧道开挖固流耦合模型，对隧道开挖卸荷诱发断层活化引起突水过程中围岩应力场、渗流场进行分析，获得不同倾角断层与开挖卸荷效应的互馈联动机制，明确关键突水点及突水工况。研究结果表明：55°倾角的断层最先活化，其对应力的吸收及阻隔效力最差；随断层倾角增大，断层对开挖卸荷效应的敏感程度降低。渗流场对断层倾角的变化较为敏感，倾角越大，断层汇集导通水能力越强，覆岩渗流场运移变化越快。研究结果可为地铁、隧道、矿山地下开采过程中防治断层活化突水事故提供理论参考。