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矿山法城市隧道渗流场演变及防排水问题研究成果

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:国内学者对隧道渗流场相关问题进行了大量分析研究,卓越等[33]通过现场实验和FLAC数值模拟计算,研究隧道埋深、施工工序、围岩松动圈渗透系数等关键因素对连拱隧道地下水渗流场的影响,提出特殊地段的注浆加固措施。Chapuis[52]采用类似于蓄水池和管道的有限元单元进行复杂边界条件下地下水渗流场数值模拟,并利用抽水试验、变水头渗透试验等例子证明其适用性。

矿山法城市隧道渗流场演变及防排水问题研究成果

国内学者对隧道渗流场相关问题进行了大量分析研究,卓越等[33]通过现场实验和FLAC数值模拟计算,研究隧道埋深、施工工序、围岩松动圈渗透系数等关键因素对连拱隧道地下水渗流场的影响,提出特殊地段的注浆加固措施。吴金刚[34]结合现场测试数据,利用复变函数、“圆岛模型”等解析方法研究了均匀介质中稳定流的渗流场,推导出高水压岩溶隧道周边地层水压分布规律的计算表达式。任文峰[35]基于复变函数保角变换法,总结推导出承压地下水隧道开挖后稳定渗流场分布公式,为隧道注浆加固提供理论基础。杨志锡等[36]通过解析方法推导出圆形坑道二维稳定渗流场中流量水头及流函数公式。杜朝伟等[37]以复变函数和地下水水力学理论为基础,推导出由围岩、注浆圈、衬砌混凝土组成的水下隧道渗流场计算公式,并结合现场实测数据对堵水限排情况下的衬砌水压力取值提出建议。耿萍等[38]运用离散元理论建立垂直交叉节理岩体模型,研究富水区节理岩体中隧道开挖渗流场重分布的影响因素,并分析得出开挖前后隧道渗流水压力变化的原因,为进一步研究隧道及围岩稳定性提供参考。严绍洋等[39]根据隧道工程现场地质条件与隧道设计参数,利用FLAC3D流固耦合模块对饱水状况下隧道开挖过程中渗流场分布情况进行研究,提出了富水地层隧道的适宜性设计。赵瑞等[40]采用Visual-modflow软件对岩溶地区隧道施工阶段及运营期地下水渗流场分布进行模拟分析,并通过现场测试验证了渗流场数值计算的可靠性。蔡臣等[41]利用Visual-modflow软件建立隧道局部典型区域渗流场模型,分析得到了高渗透性地层隧道最大渗流速度和压力水头。华福才[42]基于考虑初衬和注浆圈的解析解,利用MATLAB和FLAC3D软件分析作用水头、隧道半径、围岩和衬砌渗透系数与隧道涌水量、外水压力的相互关系,为隧道衬砌设计和注浆参数设计提供了参考依据。李德[43]利用数值模拟软件分析全排水、注浆堵水和盲沟排水3种工况下隧道开挖后地下水渗流场变化规律,为隧道排水设计提供了一定的参考。贾善坡等[44]通过建立有限元损伤数值分析模型,得到了考虑开挖过程围岩损伤以及应力场耦合效应下隧道渗流演变规律,为进一步分析渗流过程水力耦合特性提供了理论基础。黎春林等[45]基于渗流场和温度场控制方程及边界条件相似性,将ANSYS温度场分析功能用于研究盾构隧道施工渗流场分布特点,进一步开发渗流力计算模块研究其对隧道结构及临近土层的影响。刘福胜等[46]假定圆形隧道周围存在各向同性的径向稳定渗流场,理论推导了地下水渗透压力分布规律,并结合实例证明渗透压力分布具有非线性特征。张社荣[47]、李海枫等[48]分别通过三维有限元渗流计算、三维渗流网络搜索及恒定流分析程序等方法研究裂隙岩体渗流场分布规律。在国外专家学者的研究中,Bouvard[49]假定地下水在隧道周围径向流动,从而推导出渗流计算公式。Strelsova[50-51]提出双重介质渗流模型,认为裂隙中的水流是水平流,岩体中的水流是垂向流,并推导出承压含水层中渗流偏微分方程。Chapuis[52]采用类似于蓄水池和管道的有限元单元进行复杂边界条件下地下水渗流场数值模拟,并利用抽水试验、变水头渗透试验等例子证明其适用性。(www.xing528.com)

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