有壓隧洞襯砌開裂對周邊圍巖滲流場的影響研究
  

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有壓隧洞襯砌開裂對周邊圍巖滲流場的影響研究

2.1萬字 55頁 原創作品,已通過查重系統


摘 要
巖體滲流問題會給水工隧洞建設運營帶來極大隱患,它不僅可以軟化巖體,同時還是隧洞結構的主要荷載,同時混凝土襯砌開裂又是高壓水工隧洞運行過程中避免不了的問題。因此對高壓水工隧洞襯砌開裂后圍巖的滲流場進行合理的數值模擬,對其長期安全穩定運行有著十分重要的工程意義。
本文研究內容有以下幾個方面:
1、系統分析和總結了單裂隙面滲流、力學特性方面的研究成果,在此基礎上,對單裂隙面滲流與應力耦合方面做了總結和分析。同時對三維復雜裂隙巖體滲流應力耦合模型進行了歸納,對每種模型的優缺點進行了分析,著重介紹了等效連續介質模型中滲透張量的求解與應用。
2、采用等效連續介質模型,在有限差分軟件FLAC3D中建立含兩組正交裂隙裂隙巖體模型,并引入襯砌開裂透水單元來模擬鋼筋混凝土襯砌出現一條貫穿裂縫,探討了影響高壓引水隧洞周邊圍巖滲流場的關鍵因素,包括隧洞埋深、內水壓力、圍巖性質以及襯砌開裂面積,分析滲流穩定后圍巖孔隙水壓力等值線云圖以及各個測點的孔隙水壓力數據,得到若干有意義的結論。
3、在上述理論及其他研究的基礎,以杭州市第二水源千島湖配水工程為背景,建立實際工程模型,利用FLAC3D進行流固耦合計算,得出隧道在開挖后以及正常帶裂縫運行兩種狀態下其周邊圍巖的滲流場,并著重分析了正常工作狀態下裂縫出現在不同位置時,其內水外滲對隧洞周邊圍巖滲流場影響的差異。


關鍵詞:有壓隧洞;裂隙巖體滲流;流固耦合;襯砌開裂;數值模擬

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