摘要：与普通山岭隧道不同,海底隧道深埋于海床之下,地下水的处理是其修建过程中的关键问题,而隧道渗水量控制及衬砌结构水荷载确定又是地下水处理的核心问题。采用"堵水限排"的设计理念,设计海底隧道复合衬砌结构防排水系统,可以实现以较小的排放量明显折减甚至消除作用在支护结构上的外水压力,使海底隧道衬砌结构设计更经济。基于地下水水力学理论,推导海底隧道渗水量和复合衬砌结构外水压力的计算方法,并结合厦门海底隧道工程实践,采用理论分析和数值模拟方法揭示初期支护、二次衬砌以及注浆加固圈等参数的变化对隧道渗水量和衬砌外水压力的影响规律。在此基础上,提出海底隧道复合衬砌合理注浆加固圈参数的确定方法,并在厦门翔安海底隧道穿越F4风化深槽的合理注浆加固圈参数设计中取得成功应用。研究结果可为海底隧道或富水区高水头山岭隧道工程的防排水系统设计提供借鉴和参考。

摘要：隧道施工地下水问题困扰着隧道工程界多年，关于地下水压力对支护结构的影响认识不一致，为此需要从地下水作用机制研究出发，开展隧道衬砌水压力模型试验研究。模型隧道净空设计参考国内300--350km／h高速铁路单线标准，模型试验的设计包括围岩模拟、试验流体、参数选择、试验工况、试验仪器选择等，试验工况包括：不同水头高度（1，2和4m）和不同支护及排水条件（无支护全排和二衬不排水）等。通过在实际岩体中的小比例洞室模拟试验研究，对隧道开挖和支护引起的地下水渗流变化过程、地下水排放方式与水荷载之间的相关关系等取得较明确的定性认识，并以模型试验为基础开展数值模拟分析，为隧道水压力定量研究奠定试验基础。

摘要：文章以垫邻高速铜锣山隧道为工程背景,设计了高水压隧道衬砌水压力研究室内试验模型。通过改变围岩介质渗透性、注浆圈厚度和排水量大小,模拟了不同工况下衬砌背后水压力的变化规律,并首次基于伯努利方程研究发现:围岩介质渗透性越弱、注浆圈厚度越大、排水量越高,对水压力的折减效果越明显;水压力作用系数与隧道排水比呈近线性关系,其斜率主要取决于围岩渗透性及注浆圈设计参数。

摘要：为了研究颗粒尺寸及渗流倾角对水压力分布的影响规律,基于水力学基本原理,推导出了结构面渐进贯通过程中的静水压力以及多孔介质连续渗流过程中的渗透力计算方法,揭示了颗粒结构、倾角与水压力的函数关系。设计单因素渗流试验方案,分别以颗粒尺寸和渗流倾角为自变量,以压力水头为因变量,进行了9组循环渗流试验,测定了沿程压力水头。结果表明:渗透力未改变石子、中沙的颗粒排布结构,造成了细沙渗流路径上13^(#)水头管位置出现流沙沉降。沿程压力水头在石子、中沙内部分别呈"直角三角形"和"等腰三角形"分布,在细沙内部则呈现连续增长+骤降+水平波动+连续下降的分布规律。峰值压力水头分别出现在石子渗流路径的终点、中沙渗流路径的中点,以及细沙压力水头骤降区的起点。石子、中沙渗流的峰值压力水头△h_(max)与β,sinβ均符合良好的线性关系,细沙渗流的峰值压力水头与倾角符合二次函数关系。散体介质过流断面与底板出水孔透水能力的相对大小是决定压力水头峰值和分布规律的关键因素。

摘要：研究目的:持续强降雨往往会使隧址区地下水位在短时间内迅速上升,导致作用在衬砌上的水压力显著增大,而当衬砌水压力达到临界值时,会导致隧底隆起、边墙爆裂、大面积渗漏水等病害现象出现,严重影响隧道运营安全。因此,研究降雨过程中山岭隧道水压力的动态特征及缓解措施,对保障隧道结构安全显得尤为重要。研究结论:(1)当围岩渗透系数较大时,降雨强度和降雨持续时间对隧道衬砌水压力的动态变化影响显著,隧址区遭遇持续强降雨时,衬砌承受的水压力可在短时间内快速突变增大,这种突变上升的水压力对结构安全是潜在威胁因素;(2)盲管的布设密度、排导系统的畅通性、隧底排导结构及泄水孔等在一定程度上可缓解因强降雨导致衬砌水压的突变;(3)当岩溶管道和地表连通性能较好时,地表降雨和隧道洞内泄水量存在一定的对应关系,洞内的泄水量或衬砌所承受的水压力对地表的降雨更为敏感;(4)本研究成果可为隧道的防排水设计、施工及运维提供参考和借鉴。

摘要：为解决岩溶地区富水型隧道运营时易发生的衬砌病害,依托郑万高铁高家坪岩溶隧道设计优化排水方案,并开展模型试验研究;在考虑岩溶均质地层条件下不同水头高度带来影响的基础上,分不排水、常规排水和优化排水3种方案,揭示富水岩溶隧道分别沿纵向和断面的衬砌水压力分布特征。结果表明:常规排水和优化排水2种方案下,设置了纵向排水措施的各测点处衬砌水压力变化均不明显,但其余测点则越靠近环向排水管衬砌水压力越小,且环向排水管之间各测点处的纵向衬砌水压力呈倒“V”型分布;常规排水方案下,墙脚处水压力的优化效果最好,但仰拱中心处衬砌水压力较大且折减不明显,水压折减系数仅为0.1~0.15;优化排水方案下,不仅各测点处的衬砌水压力进一步减小,而且仰拱中心处折减明显,折减系数达0.9;优化排水方案对衬砌水压力有更好的优化效果,能够针对性地解决现有常规排水方案下隧道仰拱处水压较大的问题。

摘要：本文根据某工程场地孔隙水压力的测试结果，分析了弱透水地层中水头损失，并提出建筑抗浮设计水位的取值方法。

摘要：采用MTS和YSL-200试验系统对砂岩进行常规单轴试验和不同压力水环境中的压缩试验,分析真实水压力对饱和砂岩抗压强度和破坏形式的影响,并探讨孔隙水压力与水围压力对岩石强度的作用。试验结果表明:饱和砂岩在真实水压力环境中呈现"X"型剪切破坏,水压力在岩石进入裂纹扩展区时加速岩石破坏的作用效果明显;压力水可通过扩展裂纹渗入到岩石内部,增大岩石含水率,影响岩石内部的孔隙水压力;当水压力较低时,水围压作用大于孔隙水压力作用,水压力对岩石强度为增强效应,当水压力较高时,孔隙水压力作用与水围压作用抵消,岩石强度与饱和单轴抗压强度相近。

摘要：预判隧道运营期排水量与二衬外水压力的关系是城市隧道设计中的关键问题,而高、低水位隧道的渗流场影响范围存在较大差别,理论预测隧道排水量和水压力时不能忽视其边界效应的作用。首先,利用地下水渗流理论、复变函数保角映射理论和二维稳态流动的复变函数理论,并结合围岩-支护结构精细化模型和气象因素,分别对高水位和低水位隧道运营期排水量及二衬外水压力进行分析,然后依托在建的深圳东部过境高速公路连接线工程,对不同注浆圈渗透系数和厚度条件下城市隧道排水量及水压力之间的关系进行研究,结果表明:无论低水位还是高水位城市隧道,二衬外水压力均随隧道排水量增加呈线性降低,且注浆圈渗透系数的变化相比其厚度的变化,对水压力随排水量的折减作用更加明显;注浆圈渗透系数的增减比例相同时,低水位城市隧道水压力随排水量的折减速率更快,而注浆圈厚度增减量值相同时,高、低水位隧道水压力随排水量的折减速率基本相同。

摘要：研究目的:以渗流连续性方程和Darcy定律为基本原理,总结围岩注浆加固圈、初期支护和排水系统对地下水渗流的主要影响因素,通过理论公式推导,获得隧道衬砌水压力特征计算公式。同时,采取理论分析的方法,分析影响隧道衬砌水压力的主要因素及其变化规律,以进一步明确高水压山岭隧道衬砌水压力的特征。研究结论:经过理论计算与分析可知:(1)隧道半径、初期支护结构特征、注浆加固圈特征以及隧道排水系统的排水能力是隧道衬砌水压力的主要影响因素,二次衬砌外水压力可通过调整隧道各结构部分的参数进行控制;(2)隧道衬砌水压力随隧道半径的增大、初期支护和注浆加固圈抗渗能力的增大以及排水系统排水能力的增大而降低;(3)注浆加固圈厚度小于8 m时,对降低衬砌水压力作用显著,但注浆加固圈渗透系数应该与初期支护和围岩的渗透系数相匹配,否则将影响注浆加固圈的作用效果;(4)本文分析高压富水隧道衬砌水压力影响因素及其变化规律,对隧道衬砌、围岩注浆、排水系统设计具有指导意义。