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基于堵水限排高压富水区山岭隧道防排水技术研究
| 论文题名： | 基于堵水限排高压富水区山岭隧道防排水技术研究 |
| 关键词： | 山岭隧道;高压富水区;水压力分布;衬砌结构受力;堵水限排;防排水技术 |
| 摘要： | 随着我国公路网的拓展和完善，修建深埋长大山岭隧道不可避免的会穿越高压富水地区，而现今对水环境生态平衡要求较高的条件下，地下水问题尤其高压富水问题是建设过程中必然要面对的关键问题。本文依托南大梁高速华蓥山隧道工程，基于“以堵为主，限量排放”的防排水原则，采用理论解析和数值模拟的方法，研究衬砌外侧水压力分布规律及水压力对衬砌结构内力响应的影响，并对防排水设计进行深入的分析。主要研究成果如下: 1、阐述了高水压富水区山岭隧道的防排水原则，基于轴对称理论，推导了有无注浆情况下衬砌外水压力计算公式、隧道涌水量计算公式和等效连续介质中地下水渗流方程。分析了FLAC3D中渗流求解器的选择，论证了有限差分法计算流固耦合问题的可行性。 2、泄水孔作为衬砌外排水系统与隧道内排水系统连接的位置，其对衬砌结构水压力横向分布规律影响较大。提出了泄水孔设置在拱脚和仰拱处两种泄水方案，并通过数值模拟方法研究其对衬砌外水压力分布及结构安全性的影响，得出仰拱处泄水可以有效改善仰拱受力条件。 3、采用数值模拟的方法研究泄水孔纵向间距对衬砌外侧水压力分布规律和结构受力特性的影响，得出衬砌结构外侧水压力沿隧道轴向呈现周期性的分布规律，周期为泄水孔纵向间距，且随着泄水孔间距的增加，衬砌结构应力及拱部外水压力均在增加。 4、基于“堵水限排”原则下，提出了衬砌外排水系统限压排放泄水方式，应用数值模拟方法，通过控制泄水孔不同的泄压值，研究了泄压值对衬砌外侧水压力分布规律及衬砌结构内力响应的影响，得出泄水孔限压值依次增加0.2MPa，泄水孔截面处拱顶和拱脚衬砌外水压力依次增加约5m与12m的水头高度，衬砌结构各位置内力均在增加，且对衬砌结构水平应力的影响大于竖向应力。 |
| 作者： | 赵乐 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 申玉生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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