超深埋隧洞防渗排水措施与衬砌外水压力分布规律

作     者：苏凯 杨逢杰 年夫喜 朱洪泽 SU Kai;YANG Fengjie;NIAN Fuxi;ZHU Hongze

作者机构：武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072 武汉大学海绵城市建设水系统科学湖北省重点实验室湖北武汉430072 湖北省水利水电规划勘测设计院有限公司湖北武汉430064 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFC0401803) 国家自然科学基金资助项目(51579194,51879207) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2042017kf0202) 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2024年第55卷第6期

页      码：2222-2235页

摘      要：高外水压力是制约超深埋水工隧洞建设的关键性难题之一,以排水孔为中心的综合堵排措施是降低外水压力的主要举措。为克服传统排水孔实体单元法整体网格划分难度大和计算效率较低的问题,首先,基于ABAQUS平台开发了两节点排水孔线单元模型,并验证其在隧洞工程数值模拟分析中的正确性和有效性;其次,建立了考虑防渗排水措施的围岩-衬砌三维有限元模型,研究多种防渗排水措施下的隧洞渗流场及衬砌外水压力分布规律;最后,探讨了防渗灌浆圈与排水孔设计参数对外水压力分布的影响,提出了防渗灌浆圈与排水孔间隔布置的原则。研究结果表明:所开发的两节点排水孔线单元具有较高的精度,在排水孔数目繁多的模型中具有极高效率;排水孔数目越多、深度越大、排距越小,衬砌外水压力越低;排水孔能够有效降低衬砌的外水压力,而防渗灌浆圈降外压能力有限;在排水孔末端间隔一定厚度围岩后再施作防渗灌浆圈,可更有效发挥两者的降压作用。

主 题 词：水工隧洞 混凝土衬砌 高外水压力 排水孔 防渗灌浆圈 

学科分类：081504[081504] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 

核心收录：

D　O　I：10.11817/j.issn.1672-7207.2024.06.015

馆 藏 号：203128911...