富水深埋隧道围岩渗透扰动高度计算方法研究

• 作者: 李姝 陈炜韬 方霖
• 来源期刊: 隧道建设（中英文）
• 关键词: 深埋富水隧道 围岩渗透扰动高度 计算方法 数值模拟 模型试验
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 研究与探索
• 页码范围: 946-955
• 页数: 10页
• 分类号: U45
• 语种: 英文
• DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2021.06.006

摘要

针对深埋富水隧道排水过程对周边围岩渗流场扰动问题,首先,采用数值模拟方法,探明隧道排水条件下围岩渗流场分布规律,提出围岩渗流扰动高度概念;同时,采用控制变量法,明确不同因素(水头高度、围岩渗透系数、隧道排水率)条件下围岩渗流扰动高度变化规律;其次,采用数理拟合方法,给出围岩渗流扰动高度分段计算方法;最后,采用室内相似试验,对所提出计算方法的合理性进行验证.研究表明:1)隧道排水后会对围岩渗流场产生扰动,但渗流场扰动范围仅在隧道拱顶以上一定高度内存在,即围岩渗流扰动高度.2)围岩渗透系数、水头高度、隧道排水率均分别与围岩渗流扰动高度呈正相关关系,且3个因素的影响程度依次降低.3)当给定渗透系数与排水率时,围岩渗流扰动高度随水头高度变化规律呈明显2段式特征.当水头高度不大于临界水头高度时,围岩渗流扰动高度随水头高度的增大呈线性增大趋势;当水头高度大于临界水头高度时,围岩渗流扰动高度为定值,为临界围岩渗流扰动高度.4)给出围岩渗流扰动高度的数学计算表达式,并将采用所提计算方法的计算结果与室内试验结果进行对比,验证所提方法的正确性及合理性.