原文传递
中梁山新建隧道对近接既有隧道渗流场影响研究
| 论文题名： | 中梁山新建隧道对近接既有隧道渗流场影响研究 |
| 关键词： | 隧道工程;渗流防护;数值计算;流固耦合 |
| 摘要： | 隧道往往是城市交通的一个堵点，随着城市的发展，既有成渝高速中梁山隧道已经成为一个很大的堵点。因此，为了缓解交通压力，在既有隧道两边各新修建一座新隧道，新修建的隧道会对近接既有隧道四周岩体应力场和渗流场造成一定的影响。本文以中梁山隧道为研究背景，采用理论计算和数值计算对比分析中梁山新建隧道对近接既有隧道渗流场产生的影响，并对既有隧道渗流防护提供加固建议。本文的主要研究内容和结论如下: (1)为了简化计算，采用等代圆半径法，把中梁山非圆形隧道转化为圆形隧道，并采用复变函数保角变换法将非圆形边界条件转换为圆形边界条件。采用简化的中梁山既有隧道模型对隧道涌水量解析解过程进行详细推导，并结合佐藤邦明公式推导出隧道经常涌水量公式。分析总结出干扰情况下的涌水量计算公式，并结合中梁山隧道情况得出修正后的干扰涌水量计算公式。 (2)采用解析解公式、经验公式和FLAC3D软件数值模拟分别计算两种情况下的隧道涌水量:①没有修建新隧道前非干扰情况;②修建新隧道后干扰情况。结果表明:干扰情况下的既有隧道的涌水量比非干扰情况下的既有隧道涌水量有所减少，如隧道中心距离地下水位距离为60m时，数值计算的干扰涌水量为1.741m3/d·m，非干扰涌水量为2.127m3/d·m。 (3)数值解和解析解进行对比分析，采用MATLAB软件对经常涌水量公式进行拟合，得出修正后的经常涌水量解析解公式。并对干扰涌水量公式进行修正，确定出修正系数β值，得出修正后的干扰涌水量公式。 (4)采用FLAC3D软件对中梁山隧道考虑流固耦合和不考虑流固耦合情况下的渗流场和孔隙水压力进行模拟分析，并计算出流入隧道内的地下水水量，得出流固耦合情况下流入隧道内的涌水量大于不考虑流固耦合情况下的涌水量。如地下水位距隧道中心距离为60m时，流固耦合时的既有隧道干扰涌水量为1.741m3/d·m，不考虑流固耦合时的干扰涌水量为0.752m3/d·m，是因为在渗流作用下，改变了围岩应力场，使岩体的孔隙率和渗透系数增大。 (5)采用FLAC3D软件对既有中梁山隧道未加固、仅顶部围岩注浆加固（加固上半圈）以及注浆帷幕加固（加固一圈）后的数值模拟分析。得出加固后流入隧道内的涌水量比加固前的涌水量小，如加固一圈渗流计算平衡后的涌水量为0.0126m3/d·m，加固前渗流计算平衡后的涌水量为2.127m3/d·m。 |
| 作者： | 饶永进 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 周杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
