玉希莫勒蓋隧道流固耦合作用研究.pdf

1、玉希莫勒蓋隧道位于新疆天山,為高緯度、高海拔的嚴(yán)寒地區(qū),地質(zhì)條件復(fù)雜多變,斷裂構(gòu)造復(fù)雜,巖層節(jié)理裂隙發(fā)育、連通性好,地下水豐富、涌水量大。上世紀(jì)七十年代修建于新建隧道附近的老玉希莫勒蓋隧道建成后尚未使用就因滲漏水問題而廢棄。因此研究寒區(qū)隧道時考慮地下水的影響尤為重要。
　　針對隧址區(qū)滲流場和應(yīng)力場條件復(fù)雜多變的實(shí)際情況,結(jié)合充足的前期現(xiàn)場調(diào)查,采用理論分析、數(shù)值模擬并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測的方法,從流固耦合的角度進(jìn)行了一系列的研究,得出以下

2、結(jié)論:
　　(1)采用層次分析法對玉希莫勒蓋隧道滲漏水原因進(jìn)行分析,建立了玉希莫勒蓋隧道滲漏水因素的遞階層次結(jié)構(gòu)模型,得出排水方式設(shè)計(jì)變更和施工管理不嚴(yán)是玉希莫勒蓋隧道滲漏水的最主要原因。
　　(2)采用數(shù)值方法,將考慮和不考慮流固耦合兩種情況進(jìn)行對比,得出考慮耦合時水平位移較大,拱頂、地表沉降偏大,拱底隆起偏小,應(yīng)力值偏小;通過比較數(shù)值計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測值,表明考慮耦合時與工程實(shí)際更為接近;考慮流固耦合,隨著水頭高度增加,

3、拱頂、地表沉降值增大,水平位移變小,水平、豎向應(yīng)力對水頭高度敏感度由大到小依次為:拱頂、拱肩、拱腳、拱腰、拱底和拱頂、拱腳、拱腰、拱肩、拱底;研究了有、無泄水洞情況對隧道穩(wěn)定性的影響,表明設(shè)泄水洞是有利的。
　　(3)增大注漿圈厚度、抗?jié)B指標(biāo)與注漿范圍可以有效地改變隧道周圍滲流場分布,降低拱頂與地表沉降值。當(dāng)采用全范圍注漿且滲透系數(shù)為圍巖的1/5時,合理注漿圈厚度取3m;全范圍注漿且采用3m的注漿厚度時,抗?jié)B指標(biāo)取7最為合理;注漿