隧道开挖问题的水力耦合计算分析

隧道工程中的地下水问题是富水地层中普遍存在的重要问题,地下水流动对隧道围岩稳定性有重要影响。本文利用解析法给出了饱和孔隙介质地层中考虑地下水渗流力作用下的应力,位移表达式;提出了隧道水力耦合数值分析中的耦合计算模型的建立方法并进行数值模拟分析。数值计算结果表明在考虑渗流影响条件下,隧道周边位移最大增加17.0%,最大剪应力最大增加10.3%。在不考虑衬砌条件下,由于渗流引起的渗流力增加了围岩的应力、位移,从围岩-支护结构共同作用原理考虑,进行隧道支护结构设计时是应该考虑渗流效应的。

隧道开挖的围岩损伤扰动带分析

在给出隧道开挖损伤扰动带的概念、主要影响因素基础上,提出了隧道开挖损伤扰动带的力学、渗流特征及表征方法。在现场实测基础上,利用数值法研究了隧道开挖后的不同开挖方法的变形、渗流场变化规律。结果表明:开挖损伤主要决定于隧道开挖方法;隧道开挖引起的渗流影响边界大于力学影响边界。研究结果有助于合理地建立隧道开挖问题的流固耦合模型。

隧道工程中水力耦合问题的探讨

在回顾岩土工程中流固耦合问题研究现状基础上,重点介绍了隧道工程中流固耦合问题的研究现状及存在的问题。提出了隧道工程中流固耦合问题有待研究的内容,这将有助于隧道设计与施工水平的提高。

隧道岩体赋存地质特征及开挖过程描述

隧道开挖改变了围岩的原始地质环境(如原始地应力场,渗流场,温度场等),为保持围岩的稳定性及工作环境要求,须采取适当的支护与防渗措施。作者从岩土体的赋存地质特征出发,给出了描述隧道开挖过程中力学与水力特征及表征方法。进行了隧道开挖卸荷的有限元模拟计算,讨论了开挖方法对围岩扰动带的影响。研究结果有助于合理地建立隧道开挖问题的流固耦合模型及指导隧道的设计与施工。