水工隧洞渗流—应力—损伤/开裂耦合理论及方法研究

发布时间：2024-03-30 20:55

　　随着地下空间大规模的开发与利用,隧洞在交通、矿产、石油、水利等诸多行业中得到广泛应用。然而,在隧洞开挖过程中常遇到涌水灾害、围岩失稳等问题,对施工安全造成威胁,引起隧洞结构和生态环境的破坏；在运营过程中隧洞衬砌结构受水压力作用和围岩约束的影响,在渗流、应力和损伤间的耦合作用下,其受力变形特点、开裂情况均与普通混凝土构件有较大的区别。因而有必要对隧洞在施工开挖和运行期间的渗流场演化规律,高内水压力作用下衬砌裂缝产生及扩展机制、钢筋受力变化特征等展开研究,为隧洞围岩稳定和安全运行提供设计和施工的理论依据。本文主要研究内容如下：(1)针对水工隧洞施工开挖期的渗流问题,在总结比较了国内外各种解析方法的基础上,采用保角变换法推导了隧洞开挖完成后的渗流量解析计算方法,通过数值计算方法进行对比,指出隧洞开挖导致的地下水位线降低对渗透流量有较大影响,传统解析方法中假定水位线保持不变将导致结果偏大。在隧洞开挖后渗流场达到稳定状态时,降低后地下水位高度与隧洞半径和初始地下水位高度密切相关,本文在数值计算结果基础上提出了一种简便计算隧洞开挖降低后水位高度的解析公式。进而,基于Goodman流量公式,考虑初始...

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图３．２－２衬巧后睹洞榜征点孔压与计算范围的关系曲线??

图３．２－２衬巧后睹洞榜征点孔压与计算范围的关系曲线??随着模型计算范围的増大，隧洞周边各点的孔隙水压模型范围为１００Ｄ时渗流场孔压值，在模型范围小于１

图３．２－３计算模型??隧洞中也线Ｗ上地下水位线高度３００ｍ为例，隧洞开挖导致地下渗流场孔圧降抵，??

图３．２－３计算模型??中也线Ｗ上地下水位线高度３００ｍ为例，隧洞开挖导致地下渗流Ｏｄ?（初始状态）、０．５ｄ、Ｉｄ、５（１、ｌＯｄ和２０ｄ的隧洞渗流场分在險洞开挖完成后，临空面位置孔压降至ＯＭＰａ，洞周孔压受降，之后随着时间的推移，孔压继续减小，且降低范围逐渐增位线随时间持续降....

图３．２－４地下水位线及孔压演化规律（ｈ＝３００ｍ）??对于隧洞中必Ｗ上地下水位线不同高度的计算方案，整理开挖完成后５ｄ和２０ｄ洞??周铅直方向和水平方向的孔压分布如图３．２－５所示

图３．２－４地下水位线及孔压演化规律（ｈ＝３００ｍ）??对于隧洞中必Ｗ上地下水位线不同高度的计算方案，整理开挖完成后５ｄ和２０ｄ洞??周铅直方向和水平方向的孔压分布如图３．２－５所示。从图３．２－５?（ａ）和图３．２－５?（Ｃ）可??看出；不同计算方案下洞顶铅直方向上孔压分布规律....

图３．２－Ｓ不同隧洞埋深条件下隧洞铅直和水平方向的孔压分布??３．２．３数值解与解析解对化??针对隧洞渗流量，将数值计算结果渗流场达到稳定后的数值解与解析解进行对比，??ｓ

（ｄ）开巧完成２０ｄ后水平方向??图３．２－Ｓ不同隧洞埋深条件下隧洞铅直和水平方向的孔压分布??值解与解析解对化??隧洞渗流量，将数值计算结果渗流场达到稳定后的数值解与解ｏｄｍａｎ公式和Ｍｏｏｎ公式ｔｓ叫乍为参考，其中前者假定开挖过程后者采用开挖降低后水位进行计算。在隧洞不同地下....

本文编号：3942925