随着我国西部大开发战略的稳步实施,我国西南地区正面临着交通隧道和水利工程建设的黄金期,大量隧道在岩溶地区修建,面临的突水地质灾害越来越严峻。而隧道在开挖过程中的突水更是带来很大的人员伤亡和财产损失。为了研究开挖扰动条件下深埋岩溶隧道突水灾变演化规律,采用自制的可视化隧道突水实验装置、研究隧道突水的三维突水实验系统和COMSOL Multiphysics有限元分析软件,主要开展了以下工作:(1)自行设计加工了一种可以模拟隧道突水通道形成过程的可视化模型试验装置,利用该装置,研究了不同防突厚度条件下隧道突水的灾变演化特征,获得了突水突泥量、孔隙水压力及土压力随时间的变化规律。(2)利用课题组的研究隧道突水的三维突水实验系统,开展了开挖扰动条件下深埋岩溶隧道突水的物理模型试验,研究不同水压、不同防突岩体条件下,各测点的孔隙水压力动态演化规律,获得了隧道岩体内孔隙水压力变化速率随时间的变化趋势、隧道突水所需时间、水力梯度的变化规律。(3)基于COMSOL Multiphysics,建立不同防突厚度岩体的数值计算模型,研究不同岩体渗透系数和不同承压水压力条件下防突岩体的孔隙水压力变化规律,获得了防突岩体内部孔隙水压力等值面随时间的变化特征。(4)根据物理模型试验和数值模拟成果,建立了开挖扰动条件下开挖面附近孔隙水压力与防突岩体渗透系数和承压水压力相关关系的经验公式,并研究了各参数的变化规律。