公路隧道的滲流場與應(yīng)力場的耦合分析.pdf

1、涌水是隧道施工中常見的主要地質(zhì)災(zāi)害,也是運(yùn)營中的主要病害。在深埋隧道中,隧道通過的地質(zhì)條件復(fù)雜,揭示的水文地質(zhì)單元較多。隧道的開挖,引起周圍巖體應(yīng)力重分布,同時也破壞了地下水的排泄通道,加劇了地下水對巖體的改造作用。因此研究隧道區(qū)域裂隙巖體滲流場與應(yīng)力場的耦合作用對工程安全有著極其重要的意義。盡管人們逐漸認(rèn)識到滲流-應(yīng)力耦合的重要性,目前的試驗(yàn)研究和理論方法還不成熟?？紤]裂隙巖體滲流-應(yīng)力耦合研究是一個十分復(fù)雜的課題,該課題目前已經(jīng)取得

2、了許多成果,但由于問題的復(fù)雜性,尚有許多不完善的地方,特別是在實(shí)際工程中對擾動后巖體的應(yīng)用研究還不是很完善。本文針對這方面的情況,結(jié)合具體的公路隧道工程展開了一系列的相關(guān)工作。本文以西(安)-合(肥)高速公路上的李家河公路隧道為研究對象,結(jié)合現(xiàn)場觀測、現(xiàn)場試驗(yàn)、理論研究及基于軟件GEO-SLOPE的模擬分析等多種方法對公路隧道在開挖狀態(tài)下的巖體水力幾何參數(shù)、滲流場與應(yīng)力場耦合計(jì)算模型、耦合與非耦合作用等多方面進(jìn)行了研究,得出了一些對實(shí)際

3、工程有指導(dǎo)意義的結(jié)論。論文的研究成果主要有以下幾個方面:(1)通過分析得出,在隧道開挖的涌水預(yù)測中,必須考慮滲流場與應(yīng)力場的耦合作用。(2)本文中,隧道周圍應(yīng)力場對滲流場的影響,主要是由于開挖引起隧道周圍巖體應(yīng)力重分布,導(dǎo)致新裂隙產(chǎn)生、原有裂隙閉合或擴(kuò)展,從而改變了巖體的滲透性能即滲透系數(shù)發(fā)生改變,引起滲流量的變化。滲流場對應(yīng)力場的影響只發(fā)生在6倍隧道半徑范圍內(nèi),原因是隧道開挖的影響范圍只是6倍的隧道半徑。(3)考慮滲流場與應(yīng)力場的耦合