河道蓄水工程上跨既有高铁隧道流固耦合效应分析

• 作者: 严松宏 张威 李明 赵录学 马玉春
• 来源期刊: 兰州交通大学学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 河道蓄水工程 高铁隧道 流固耦合 数值分析
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 土木工程与建筑
• 页码范围: 10-18
• 页数: 9页
• 分类号: U25
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-4373.2020.04.002

摘要

对于顶部存在天然河道的既有隧道,河道蓄水工程实施过程及长期蓄水后,由于周边地层渗流条件和围岩特性的改变,影响既有隧道结构安全.以天水市籍河生态环境综合治理二期工程上跨宝鸡至兰州客运专线高铁隧道为工程背景,按蓄水工程与隧道的空间交叉关系建立三维有限元模型,基于流固耦合作用进行数值分析,分别计算河底清淤整修、中隔墙施做、河道蓄水等不同工况下隧道周边地层应力场、位移场、渗流场、隧道结构主应力及隧道安全系数,在河道蓄水工况下,重点比较了水平防渗和垂直防渗对既有隧道的影响,结果表明:在该地层条件下,河底清淤整修、中隔墙施做等施工作业对既有隧道均有不同程度影响,河道蓄水后,隧道周边孔隙水压力增加,进一步引起隧道位移和结构应力增加,结构安全系数降低;水平防渗措施可减小隧道周边孔隙水压力、结构位移和应力,提高结构安全系数,可保证既有高铁隧道的防渗及结构安全要求.