复杂岩溶区溶洞储水与隧道衬砌相互作用

发布时间：2022-11-12 09:05

　　水压衬砌的稳定性研究仍是在富水区修建隧道工程所关注的重点问题。多数相关研究均是基于连续性"渗透"模型和Darcy定理的基础上开展的。基于前人研究成果,结合实际情况,发现工程中衬砌主要破坏原因区别于渗流破坏,进而确认该隧道支护结构破坏主要原因为隧道排水系统失效后短时间内衬砌背后溶洞储水作用下的变高水头水压致裂破坏,从而提出该力学模型为"荷载-结构"模型,而"荷载-结构"模型的关键问题在于确定衬砌所受岩溶水压力大小与分布形式。根据水文地质条件假定溶洞处于汇水期时其流量基本不变,结合工程地质条件推导了该工程区两类溶洞（"走向型"溶洞和"斜交型"溶洞）的体积计算公式,再换算确定不同时间范围内的储水体积,最后折算为衬砌所受应力边界条件。通过数值计算理论分析变水压下隧道的力学响应特点,通过与现场照片的对比可证明隧道衬砌破坏主要原因确为水压致裂,同时伴有一定的水体渗透、劈裂作用加剧失效,说明前述的假设研究具有一定合理性,针对研究结果对工程提出了防范措施要点。研究思路与理论研究成果可为类似工程提供借鉴与参考。 

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【文章目录】：
1 工程背景
2 溶洞储水模型研究
    2.1 二维溶洞储水模型
    2.2 空间溶洞储水模型
3 数值模型
    3.1 模型概况
    3.2 荷载模拟
4 模拟结果分析
    4.1 溶洞左侧壁
    4.2 溶洞右侧壁
    4.3 衬砌内力响应
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑注浆圈作用水下隧道渗流场解析解[J]. 应宏伟,朱成伟,龚晓南.  浙江大学学报(工学版). 2016(06)
[2]轴对称解析解对马蹄形隧道衬砌水压力及渗透量适用性研究[J]. 王志杰,何晟亚,王国栋,王宁,何明磊.  武汉大学学报(工学版). 2016(01)
[3]基于等效周长法研究隧道衬砌水压力荷载及内力[J]. 王志杰,何晟亚,袁晔,王宁,何明磊.  铁道科学与工程学报. 2015(03)
[4]水下隧道复合式衬砌水压特征研究[J]. 王秀英,谭忠盛.  现代隧道技术. 2015(01)
[5]水底隧道复合式衬砌水压力影响因素分析[J]. 郭瑞,周晓军.  铁道标准设计. 2014(04)
[6]高水压山岭隧道衬砌结构水压力特征研究[J]. 李伟,杨丹,李庆.  铁道工程学报. 2013(11)
[7]水岩分算隧道衬砌外水压力折减系数取值方法[J]. 刘立鹏,汪小刚,贾志欣,段庆伟,王玉杰.  岩土工程学报. 2013(03)
[8]轴对称解对隧道衬砌水压力计算的适用性研究[J]. 郑波,王建宇,吴剑.  现代隧道技术. 2012(01)
[9]海底隧道复合衬砌水压力分布规律及合理注浆加固圈参数研究[J]. 李鹏飞,张顶立,赵勇,张成平.  岩石力学与工程学报. 2012(02)
[10]外水压下隧道衬砌的力学响应及结构对策研究[J]. 丁浩,蒋树屏,杨林德.  岩土力学. 2008(10)

博士论文
[1]隧道衬砌水压力荷载的实用化计算研究[D]. 郑波.中国铁道科学研究院 2010
[2]高水压山岭隧道衬砌水压力分布规律研究[D]. 高新强.西南交通大学 2005



本文编号：3706087