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基于限量排放思想的隧道防排水理论技术研究
| 论文题名： | 基于限量排放思想的隧道防排水理论技术研究 |
| 关键词： | 隧道设计;排水理论;渗流分析;注浆效果;流固耦合 |
| 摘要： | 隧道渗漏水是已建隧道中普遍存在的病害。渗漏水使路面湿滑，威胁行车安全;渗漏水增加洞内湿度，降低洞内设施的工作效率;在寒区渗漏水还会引发各种冻害，进一步恶化隧道运营环境。隧道渗漏水是隧道设计、施工和运营中要解决的突出问题，隧道防排水和渗漏治理已经成为隧道工程建设的一大关键课题。目前，隧道建设已慢慢摒弃“以排为主”的理念，开始推行“以堵为主，限量排放”的新型防排水原则。 本文以京广线大瑶山1号隧道为工程背景，主要对隧道限量排水技术进行以下方面的研究工作: ①岩体的力学特性和渗流特性不同于一般的均匀介质。岩体赋存于一定地质环境中，经过漫长的地质构造作用，形成连续性状的岩石材料和非连续性状的各种地质结构面组成的复杂地质体。本文在分析研究各类裂隙岩体渗流理论及其基本方程的基础上，综合论述了裂隙岩体的渗流特征、结构特征以及渗流理论的发展与演变; ②在调研了流固耦合相关理论及其基本方程的基础上，介绍了裂隙岩体数值模拟常用的三类模型，综合论述了地下水对岩体的作用效应，主要包括地下水对岩体的力学作用、地下水对岩石强度的弱化作用、渗流对围岩应力场的影响等。 ③通过采用COMSOL多物理场耦合分析软件进行数值模拟分析，介绍了大瑶山1号隧道分析模型的建立过程，讨论了各参数取值及边界条件。研究地下水位、注浆与否、注浆厚度等渗流场控制因素对渗流场、围岩应力和位移分布的影响规律，为实际隧道堵水限排时的应力与变形控制提供相应的理论依据。 ④通过数值模拟得知:围岩的地下水位对渗流场影响较大，注浆与否对围岩的渗流场与应力场的影响均很大，如注浆前tresca应力值约比注浆后应力值大35％，而注浆厚度、系数的改变可以明显的从各场的数值变化判断注浆堵水的效果，从而选取最合理的注浆方案，如K=1E-5m/d提升到K=1E-4m/d，z向正位移减小0.61％;负位移增大1.34％。 全文内容的研究重点在于对京广线大瑶山1号隧道近地表水库注浆工程用数值模拟进行工程实例模拟，为实际工程施工选取合理方案，对该工程的施工具有积极的指导意义。 |
| 作者： | 周旻旸 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 涂忠仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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