初始孔隙水压力对土壤影响的研究

岩土体或者土壤中地下水的压力称之为孔隙水压力,这种力是在微粒或者孔隙之间进行作用的。

本次数值模拟首先选取一个初始孔隙水压力基础值为1×106 Pa,然后分别取该基础值的0.8倍、1倍、1.2倍、1.4倍四种情况进行对比分析。表5.6为不同初始孔隙水压力时的隧道断面渗流流量。

表5.6 不同初始孔隙水压力时的隧道断面渗流流量

图5.24和图5.25分别为不同初始孔隙水压力时的流速分布和最大流速变化,从图中可以看出,隧道周边围岩中流速最大,且随着埋深的增加,流速增大;同时,最大流速随初始孔隙水压力的增大大致呈线性增长。

图5.24 不同初始孔隙水压力时的流速分布

(a)孔隙水压力为0.8×106 Pa时的流速分布;(b)孔隙水压力为1×106 Pa时的流速分布;(c)孔隙水压力为1.2×106 Pa时的流速分布;(d)孔隙水压力为1.4×106 Pa时的流速分布

图5.25 不同初始孔隙水压力时的最大流速变化(www.xing528.com)

图5.26和图5.27分别为初始孔隙压力为1.2×106 Pa时的孔隙水压力分布和不同初始孔隙水压力时的最大孔隙水压力变化,从图中可以看出,围岩的孔隙水压力随着埋深的增加而增加,最大孔隙水压力随初始孔隙水压力的增大而呈线性增加。

图5.26 初始孔隙水压力为1.2×106 Pa时的孔隙水压力分布

图5.27 不同初始孔隙水压力时的最大孔隙水压力变化

图5.28为不同初始孔隙水压力时的渗流矢量分布,从图中可以看出,随着岩体埋深的增加,地下水的渗流矢量逐渐增大;同时,随着初始孔隙水压力的增大,最大渗流矢量近似线性增加。

图5.28 不同初始孔隙水压力时的渗流矢量分布

(a)初始孔隙水压力为0.8×106 Pa时的渗流矢量;(b)初始孔隙水压力为1×106 Pa时的渗流矢量;(c)初始孔隙水压力为1.2×106 Pa时的渗流矢量;(d)初始孔隙水压力为1.4×106 Pa时的渗流矢量