高水壓條件下深埋公路隧道二襯結(jié)構(gòu)安全性分析及其監(jiān)測(cè)預(yù)警研究.pdf

1、近年來，隨著習(xí)近平總書記“一帶一路”重大戰(zhàn)略思想的提出，內(nèi)陸地區(qū)西北省份（寧夏、青海、甘肅陜西）、西部省份（重慶、四川、云南）等一線中西部省份必將成為連接亞歐各國和國內(nèi)內(nèi)陸城市的交通樞紐，承擔(dān)起更大的交通互聯(lián)的責(zé)任。然而西部山區(qū)交通建設(shè)面臨各種各樣復(fù)雜的環(huán)境約束，如在高水壓條件下修建以及運(yùn)營深埋公路隧道就面臨很大的挑戰(zhàn)。在這類富水巖溶隧道修建過程中，經(jīng)常會(huì)遇到巖溶暗河、突水突泥等重大施工地質(zhì)災(zāi)害，其中突水突泥因?yàn)槠渫蝗恍?，致使工程施工?/p>

2、員往往來不及采取有效的應(yīng)對(duì)措施。而隧道二襯長期處于高水頭水壓力下很容易會(huì)發(fā)生滲漏水，對(duì)隧道的正常運(yùn)營也帶來了威脅。
　　本文在結(jié)合依托工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查和室內(nèi)綜合分析的方法來開展相關(guān)研究工作，取得的主要成果如下:
　　(1)通過對(duì)工程所在地的地質(zhì)條件、水文及巖溶段特點(diǎn)的分析。利用四種類比方法對(duì)項(xiàng)目突涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。然后結(jié)合項(xiàng)目采取的“以堵為主、限量排放”的特點(diǎn)，使用合適的外水壓折減系數(shù)對(duì)襯砌外水壓進(jìn)行

3、初步估算。
　　(2)通過軸對(duì)稱假設(shè)探究地下水滲流基本理論，證明了等效連續(xù)介質(zhì)理論同樣適用于塊狀裂隙巖體滲流問題。用解析解的方式，將計(jì)算模型退化為軸對(duì)稱問題同時(shí)利用保角變化原理對(duì)高水壓條件下深埋巖溶隧道進(jìn)行解析研究。得出對(duì)于復(fù)合式襯砌而言，可以把滲流力對(duì)襯砌的作用簡化成量值為孔隙水壓力p的徑向表面力對(duì)襯砌的作用，用簡單的“荷載一結(jié)構(gòu)物”模型代替復(fù)雜的“連續(xù)體計(jì)算模型”進(jìn)而對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元計(jì)算。
　　(3)采用Ansys有

4、限元軟件，首先對(duì)春天門隧道所采用的SK3型抗水壓襯砌在五種不同局部承受水壓工況下結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行數(shù)值模擬，通過分析其在不同工況下襯砌軸力和彎矩情況，得出其相應(yīng)工況下二襯的薄弱環(huán)節(jié)。
　　(4)針對(duì)春天門隧道二襯所采用的三種不同厚度的抗水壓襯砌，使用Ansys有限元軟件分別模擬其在五種不同承壓方式中的受力情況，并剖析三種抗水壓襯砌在不同承壓工況下的安全系數(shù)。
　　(5)闡述了隧道襯砌長期監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的功能和組成，針對(duì)具體工程的