矿山法城市隧道渗流场演变研究成果

对隧道结构影响最直接的是水压力的作用,针对隧道水压力相关研究,张祉道[80]应用半经验半理论方法详细推导了有帷幕注浆时隧道衬砌水压的计算公式,举例说明了抗水压衬砌水压力计算方法。丁浩等[81]通过相似模型试验,研究水头高度与外水压力和折减系数之间的关系,认为工程类比时水头高度的相似关系为平方关系。崔岩[82]、刘立鹏等[83]分别通过模型试验、水岩分算等研究隧道衬砌外水压力折减系数的取值方法。高新强[84]利用模型试验和理论分析方法,研究深埋高地下水位铁路隧道围岩、注浆圈、衬砌背后水压力分布规律,归纳得出水压力作用系数的概念,为相似工程设计提供参考。张民庆等[85]通过某岩溶隧道水压力实测数据,研究隧道初始水压力值的影响因素及注浆后水压力变化情况,为岩溶隧道堵水治理提供参考。张鹏[86]利用水土共同作用模型试验台架系统和光纤光栅应变测试系统,通过模型试验得到了注浆圈外及衬砌背后水压力在不同排水方式和水头高度下的分布变化规律,为海底隧道结构设计提供试验基础。宋凯等[87]利用自行设计隧道试验模型及其渗流场水压力测试装置系统,研究不同介质、不同防排水条件下隧道修建过程中衬砌背后水压力的变化规律,得到隧道结构水压力折减系数的影响因素。汪优等[88]建立关于隧道稳定渗流场的流固耦合计算模型,用以研究海底隧道的排水量、水压力等问题。许金华等[89]采用ABAQUS有限元软件对施工期盾构隧道围岩及主体结构的渗流场和应力场进行流固耦合分析,得到了高水压作用下隧道围岩和主体结构的受力特征。王志杰等[90]利用基于等效周长替代原理的轴对称解析法以及有限差分FLAC3D软件,研究在不同衬砌渗透系数、不同注浆半径和不同衬砌厚度情况下,方形隧道衬砌水压力、渗透量、内力、偏心距以及安全系数,为探索方形隧道断面衬砌水压力及内力分布提供参考。李鹏飞等[91]采用理论分析和数值模拟方法,研究了海底隧道注浆加固区的合理参数,并理论推导得到隧道水压力的计算公式。

国外学者Bober[92-93]通过建立有水和无水围岩中衬砌应力的解析模型,开创性地研究了不同渗流量下衬砌结构的内力。Lee和Nam[94-95]通过数值模拟和模型试验,研究越江隧道支护结构承受的水压力大小。结果表明,在采用透水垫层持续排水的情况下,支护结构仍承担约等于20%静水压大小的渗流水压力。Nam和Bobet[96-97]对深埋水下排水隧道渗流场进行研究,得到衬砌渗流水压分布规律。(www.xing528.com)

通过上述对国内外大量文献调研可知,现阶段关于隧道渗流场及防排水的相关问题,研究方向广泛、手段丰富,并已取得了一定的成果。但针对施工期及运营期隧道渗流场演变、涌(排)水量与衬砌背后水压力间的关系等关键问题涉及较少,研究不够系统。