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裂隙岩体隧道渗流场分析与防排水技术研究

作　者: 李亮辉
导　师: 高燕希
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 隧道裂隙调查渗透张量渗流分析防排水技术 FLAC3D
分类号: U457.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 552次
引　用: 4次
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内容摘要

隧道渗漏水是已建隧道中普遍存在的病害。渗漏水使路面湿滑，威胁行车安全；渗漏水增加洞内湿度，降低洞内设施的工作效率；在寒区渗漏水还会引发各种冻害，进一步恶化隧道运营环境。隧道渗漏水是隧道设计、施工和运营中要解决的突出问题，隧道防排水和渗漏治理已经成为隧道工程建设的一大关键课题。本文结合江西省交通科技项目“隧道渗水病害的现场观测与防治技术研究”课题，以景婺黄（常）高速公路上的新建隧道为主要工程背景，在对新建隧道工程地质情况进行总结的基础上，通过对隧道围岩结构面的调查，采用DIPS软件分析了裂隙分布规律及围岩优势结构面，并计算出隧道围岩的三维渗透张量。作者分析了裂隙岩体常用的的几种数学模型及其基本方程，然后基于流固耦合的渗流理论，应用FLAC^3D有限差分法软件对隧道进行数值模拟。选取新建隧道YK12+450～YK12+500之间一浅埋断面，根据工程勘测报告提供参数以及现场测试参数建立模型，分别进行考虑渗流场作用与不考虑渗流场作用下的隧道开挖数值分析，通过分析比较得出一些有益于工程实践的结论。论文通过在隧道施工时期分阶段地对隧道渗漏水进行详细调查，并从地质、设计与施工的角度上分析了隧道渗漏水的原因，提出了相应的解决对策。最后，总结了山岭隧道工程开挖支护与防水堵漏的一些主要措施，针对新建隧道施工完成后二衬施工缝隙沉降缝等裂缝渗水的实际情况，提出了渗漏水合理的治理方案，并进行效果的观测分析。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-20
  1.1 问题的提出  10-11
  1.2 国内外公路隧道防排水技术情况  11-14
  1.3 裂隙岩体渗流研究概况  14-18
  1.4 本文的主要研究内容与方法  18-20
第二章裂隙岩体地下水运动研究概述  20-27
  2.1 裂隙水的分类  20-22
  2.2 裂隙水渗流的特点  22-24
  2.3 地下裂隙水对隧道工程的影响  24-27
    2.3.1 地下水对隧道围岩的不良影响  24-25
    2.3.2 地下水对隧道衬砌结构的不良影响  25
    2.3.3 地下水对对到运营环境的不良影响  25-27
第三章隧道裂隙围岩结构面调查与渗透系数计算  27-40
  3.1 新建隧道工程地质概况  27-29
  3.2 岩体裂隙的几何特征  29-32
  3.3 隧道围岩裂隙结构面统计  32-36
  3.4 隧道围岩石渗透张量计算  36-40
第四章裂隙岩体隧道渗流场数值分析  40-60
  4.1 裂隙岩体渗流基本理论  40-41
    4.1.1 达西定律  40
    4.1.2 岩体渗流场分析数学模型  40-41
  4.2 应用FLAC~(3D)软件进行隧道渗流场分析  41-47
    4.2.1 FLAC有限差分程序分析原理  41-42
    4.2.2 基于流固耦合的FLAC基本方程  42-45
    4.2.3 边界条件及渗透系数  45-46
    4.2.4 应用FLAC进行渗流场分析的步骤  46-47
  4.3 有限差分法的隧道渗流模型计算  47-59
    4.3.1 计算模型的建立  47-48
    4.3.2 模型参数及边界条件  48-50
    4.3.3 计算结果及分析  50-59
  4.4 本章小节  59-60
第五章隧道渗水情况调查与防排水技术分析  60-76
  5.1 新建隧道渗水现场调查分析  60-64
    5.1.1 新建隧道渗水特征  60-62
    5.1.2 新建隧道渗水调查结果  62-64
  5.2 新建隧道渗漏水原因分析  64-67
    5.2.1 初期支护渗水原因分析  64
    5.2.2 二次衬砌渗水原因分析  64-67
  5.3 隧道防排水技术研究  67-71
    5.3.1 隧道地下水防治总体原则  67
    5.3.2 隧道防水支护措施  67-71
  5.4 隧道渗漏水治理措施及方案分析  71-76
    5.4.1 隧道渗漏水治理原则  71-72
    5.4.2 隧道渗漏水治理方法  72-74
    5.4.3 隧道渗漏治理方案分析  74-76
第六章结论与展望  76-78
  6.1 结论  76-77
  6.2 展望  77-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
附录A 作者攻读学位期间发表的论文目录  83
附录B 作者在攻读学位期间参与的科研项目  83

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