本文關(guān)鍵詞：富水區(qū)隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力及滲流場(chǎng)計(jì)算邊界研究

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【摘要】：在隧道工程中,滲流量與水壓力互為原因。隧道施工期及運(yùn)營(yíng)期會(huì)受到滲流場(chǎng)水壓力的不利影響,由此造成隧道病害。研究富水區(qū)隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力規(guī)律及滲流場(chǎng)計(jì)算邊界,首先理解隧道滲流場(chǎng)相關(guān)理論及隧道滲水控制措施,其次根據(jù)之前的理論將一般軸對(duì)稱解析解及等效軸對(duì)稱解析解推廣至馬蹄形隧道斷面并推導(dǎo)更加適用于復(fù)合型襯砌的分別考慮初支與二襯軸對(duì)稱解析解,再研究水頭高度是斷面高度10倍左右情況的滲流場(chǎng)計(jì)算邊界范圍,由上述對(duì)理論公式、滲水控制措施及計(jì)算邊界的探究,進(jìn)行富水區(qū)隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力規(guī)律研究,最后總結(jié)富水區(qū)在不同滲水控制措施下的水壓力規(guī)律、對(duì)比分析三種軸對(duì)稱解析解、提出計(jì)算初支與二襯水壓力分配比例與水荷載正反算在工程中的應(yīng)用。本文依托新建成昆鐵路米易至攀枝花段冉家灣隧道項(xiàng)目,按上述步驟研究富水區(qū)隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力及滲流場(chǎng)邊界范圍,主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論：(1)各向均質(zhì)同性圍巖隧道滲流場(chǎng)理論計(jì)算可采用軸對(duì)稱解析解與保角映射理論,根據(jù)假設(shè)方法不同,得到三種軸對(duì)稱解析解并將其推廣應(yīng)用于馬蹄形隧道斷面。(2)全排水襯砌下,根據(jù)單層襯砌假設(shè)得到的一般軸對(duì)稱解析解與等效軸對(duì)稱解析解,推導(dǎo)出更適用于復(fù)合型襯砌的分別考慮初支與二襯的軸對(duì)稱解析解。分析三個(gè)軸對(duì)稱解析解,得到影響水壓力與滲流量的相關(guān)因素,其中包括襯砌厚度及其滲透系數(shù)、注漿圈厚度及其滲透系數(shù)、圍巖滲透系數(shù)與地下水位置。(3)通過(guò)計(jì)算不同計(jì)算邊界的仰拱處第一主應(yīng)力、墻腳處水壓力、拱頂與仰拱位移及墻腳處沿線圍巖水壓力,對(duì)比力學(xué)特性,得到透水邊界情況下的建議計(jì)算邊界范圍為隧道寬度3-4.5倍,不透水邊界情況下的建議計(jì)算邊界范圍為隧道寬度3-3.5倍。(4)通過(guò)數(shù)值模擬全排水與全封堵襯砌情況下的水壓力,研究富水區(qū)隧道結(jié)構(gòu)體系不同滲水控制措施的水壓力與滲流量變化。研究表明,全封堵襯砌時(shí),改變初支滲透系數(shù)、二襯與注漿圈厚度,對(duì)隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力基本無(wú)影響；全排水襯砌下,襯砌滲透系數(shù)減小,二襯與注漿圈厚度增大,均會(huì)導(dǎo)致隧道襯砌背后水壓力增大,滲流量減小。此時(shí)三種理論解與數(shù)值解規(guī)律相同,且一般軸對(duì)稱解析解與分別考慮初支與二襯軸對(duì)稱解析解的滲流量誤差為15%左右,水壓力誤差為10%左右,等效軸對(duì)稱解析解滲流量誤差為5%左右,水壓力誤差為8%左右。(5)將分別考慮初支與二襯軸對(duì)稱解析解推廣至工程應(yīng)用,利用該公式得到初支與二襯水壓力比例,并通過(guò)數(shù)值模擬予以驗(yàn)證；另外引入水荷載折減系數(shù)對(duì)水荷載進(jìn)行正反算,以便在施工過(guò)程中及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)水荷載。
【關(guān)鍵詞】：隧道 軸對(duì)稱解析解 富水區(qū) 水壓力 滲流場(chǎng)計(jì)算邊界
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U451
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 概述12-14
• 1.1.1 我國(guó)鐵路與公路隧道建設(shè)現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 研究背景及意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線15-18
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.3.2 主要研究方法16
• 1.3.3 研究技術(shù)路線16-18
• 第2章 隧道滲水與水壓力研究及滲水控制措施18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 隧道滲水與水壓力理論研究18-22
• 2.2.1 水下隧道滲水模型研究18-20
• 2.2.2 非均質(zhì)各向異性滲透的形成及滲透張量20
• 2.2.3 隧道滲流場(chǎng)分布的理論推導(dǎo)20-21
• 2.2.4 基于穩(wěn)定流理論分析水壓力與涌水量的解析解21-22
• 2.3 隧道滲水控制措施22-24
• 2.3.1 隧道二次襯砌防滲混凝土22
• 2.3.2 地表水下滲防治22-23
• 2.3.3 排水方法23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第3章 圍巖力學(xué)參數(shù)與三種軸對(duì)稱解析解研究26-41
• 3.1 引言26
• 3.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況26-27
• 3.2.1 工程地質(zhì)概況26-27
• 3.2.2 水文地質(zhì)概況27
• 3.3 圍巖室內(nèi)實(shí)驗(yàn)27-29
• 3.3.1 圍巖物理性質(zhì)27-29
• 3.3.2 圍巖力學(xué)參數(shù)29
• 3.4 軸對(duì)稱解析解計(jì)算公式推導(dǎo)29-33
• 3.4.1 基本假設(shè)29-30
• 3.4.2 公式推導(dǎo)結(jié)果30-33
• 3.5 等效軸對(duì)稱解析解計(jì)算公式推導(dǎo)33-34
• 3.6 分別考慮初支與二襯情況的軸對(duì)稱解析解計(jì)算公式推導(dǎo)34-40
• 3.6.1 基本假設(shè)35
• 3.6.2 公式推導(dǎo)35-40
• 3.7 本章小結(jié)40-41
• 第4章 隧道滲流場(chǎng)圍巖計(jì)算邊界研究41-61
• 4.1 引言41
• 4.2 軟件選取與模型建立41-43
• 4.2.1 數(shù)值模擬軟件選取41
• 4.2.2 模型建立41-43
• 4.3 透水邊界模型計(jì)算邊界研究43-51
• 4.3.1 仰拱處第一主應(yīng)力分析43-44
• 4.3.2 墻腳處水壓力分析44-46
• 4.3.3 拱頂與仰拱處位移分析46-50
• 4.3.4 墻腳處沿線圍巖水壓力分析50-51
• 4.4 不透水邊界模型計(jì)算邊界研究51-59
• 4.4.1 仰拱處第一主應(yīng)力分析51-53
• 4.4.2 墻腳處水壓力分析53-55
• 4.4.3 拱頂與仰拱處位移分析55-58
• 4.4.4 墻腳處沿線圍巖水壓力分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 富水區(qū)隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力規(guī)律研究61-100
• 5.1 引言61
• 5.2 軟件選取與模型建立61-64
• 5.2.1 數(shù)值模擬軟件選取61
• 5.2.2 模型建立61-64
• 5.3 隧道襯砌結(jié)構(gòu)滲水規(guī)律研究64-73
• 5.3.1 不同工況隧道襯砌結(jié)構(gòu)滲流量定性分析64-70
• 5.3.2 不同工況隧道襯砌結(jié)構(gòu)墻腳滲流量定量分析70-73
• 5.4 隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力數(shù)值解規(guī)律研究73-85
• 5.4.1 全封堵襯砌下隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力分析73-77
• 5.4.2 全排水襯砌下隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力定性分析77-81
• 5.4.3 全排水襯砌下隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力定量分析81-85
• 5.5 全排水襯砌下隧道襯砌及注漿圈水壓力理論解規(guī)律研究85-98
• 5.5.1 初支背面墻腳處水壓力規(guī)律研究85-88
• 5.5.2 墻腳處注漿圈背面水壓力規(guī)律研究88-89
• 5.5.3 初支與二襯墻腳處水壓力比例規(guī)律研究及應(yīng)用89-94
• 5.5.4 初支背面水荷載折減系數(shù)及水荷載正反算應(yīng)用94-98
• 5.6 本章小結(jié)98-100
• 結(jié)論與展望100-102
• 結(jié)論100-101
• 研究展望101-102
• 致謝102-104
• 參考文獻(xiàn)104-107
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文107

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1 李廣信;;再議水壓率[J];巖土工程界;2008年02期

2 方玉樹(shù);;水壓率理論釋疑[J];巖土工程界;2008年04期

3 閻錚;不容忽視的板后水壓力[J];水利天地;1994年03期

4 方玉樹(shù);;基于水壓率討論土中孔隙水壓力及有關(guān)問(wèn)題[J];巖土工程界;2007年05期

5 鄔愛(ài)清,朱虹,李信廣;一種考慮塊體側(cè)面一般水壓分布模式下的塊體穩(wěn)定性計(jì)算方法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2000年S1期

6 崔紅軍,陸士強(qiáng);基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的水壓力計(jì)算理論的試驗(yàn)驗(yàn)證和分析[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2001年01期

7 鄭衛(wèi)鋒,洪帥,邵龍?zhí)?陳繼光,張?jiān)?精密水壓力發(fā)生器的研制與應(yīng)用[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2003年03期

8 李柏喬;;結(jié)合水能否傳遞靜水壓力——與方玉樹(shù)先生探討水壓率問(wèn)題[J];巖土工程界;2009年12期

9 梁勇然;;土釘墻設(shè)計(jì)中的水壓力[J];常州工學(xué)院學(xué)報(bào);2008年S1期

10 李雪蓮;曹斌;劉小勇;;智能精密水壓力發(fā)生器的設(shè)計(jì)與研究[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2011年11期

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1 孫強(qiáng);張曉科;李厚恩;;考慮水壓效應(yīng)的基坑邊坡穩(wěn)定性計(jì)算分析[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2007學(xué)術(shù)論文匯編(第七卷)[C];2008年

2 楊天鴻;于慶磊;王善勇;梁正召;唐春安;譚國(guó)煥;;荷載和水壓力作用下巖石裂紋貫通過(guò)程的數(shù)值模擬研究[A];東北巖石力學(xué)與工程分會(huì)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2005年

3 賀學(xué)海;孫保衛(wèi);徐宏聲;;弱透水層中抗浮驗(yàn)算水壓力值的確定[A];第十三屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)文集[C];1999年

4 陳秀銅;李璐;;高圍壓高水壓滲流條件下巖石的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究[A];中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)暨“生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)工程地質(zhì)”學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2007年

5 程慶迎;黃炳香;;圓孔孔壁水壓裂縫擴(kuò)張的斷裂力學(xué)分析[A];煤炭開(kāi)采新理論與新技術(shù)——中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)開(kāi)采專業(yè)委員會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

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1 付金偉;含三維裂隙試件在雙軸壓力和水壓作用下壓裂試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D];山東大學(xué);2015年

2 高新強(qiáng);高水壓山嶺隧道襯砌水壓力分布規(guī)律研究[D];西南交通大學(xué);2005年

3 鄭波;隧道襯砌水壓力荷載的實(shí)用化計(jì)算研究[D];中國(guó)鐵道科學(xué)研究院;2010年

4 任文峰;高水壓隧道應(yīng)力場(chǎng)—位移場(chǎng)—滲流場(chǎng)耦合理論及注漿防水研究[D];中南大學(xué);2013年

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1 何晟亞;富水區(qū)隧道結(jié)構(gòu)體系水壓力及滲流場(chǎng)計(jì)算邊界研究[D];西南交通大學(xué);2016年

2 李剛;循環(huán)水壓力發(fā)生器的研制[D];大連理工大學(xué);2005年

3 關(guān)微微;智能水壓力發(fā)生器[D];大連理工大學(xué);2006年

4 陳繼光;智能精密水壓力發(fā)生器的研制[D];大連理工大學(xué);2004年

5 趙靜毅;正弦動(dòng)態(tài)調(diào)幅調(diào)頻水壓力發(fā)生裝置研制[D];大連理工大學(xué);2007年

6 郭海防;水壓力作用下煤巖損傷弱化規(guī)律研究[D];西安科技大學(xué);2010年

7 姚俊峰;富水區(qū)山嶺隧道襯砌水壓力及結(jié)構(gòu)受力特性的分析研究[D];西南交通大學(xué);2014年

8 袁哲;基坑開(kāi)挖水土分算水壓力簡(jiǎn)化計(jì)算方法[D];華南理工大學(xué);2012年

9 任耀譜;高壓富水山嶺隧道襯砌水壓力折減系數(shù)相關(guān)研究[D];北京交通大學(xué);2012年

10 王一鳴;高水壓巖溶隧道襯砌結(jié)構(gòu)受力特征和防排水設(shè)計(jì)研究[D];中南大學(xué);2014年

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