重庆南山地区地下水系对不同时期修建隧道安全距离的影响研究

摘要

随着地下空间的开采，不可避免的出现了隧道与其他建（构）筑物相互影响的问题，尤其是繁华的城市地段，隧道间、隧道与其他建筑物间的距离越来越小，因此有必要研究一下近距离交叠隧道相互影响的问题。隧道是一种地下线状结构物，在其修建的过程中往往会遇到各种不同性质的地下岩石或土体，尤其是深埋隧道，其通过的地段地质情况更为复杂。隧道在修建过程中常常会遇到地下水，由于隧道的开挖改变了原有地下水的渗流情况，隧道成为了地下水排泄的通道，因此隧道的涌水成为隧道施工过程中常见的地质灾害之一。另外随着我国水资源的逐渐消耗，不排水隧道越来越多。针对这种情况研究一下考虑地下水存在的情况下隧道间安全距离的问题很有意义。
　　本文以南山地区隧道群为背景，根据地下水渗流规律，按照流固耦合理论，模拟南山地区不同时期修建的隧道，从而来研究考虑地下水时隧道合理间距的问题。希望能为隧道工程设计、施工做参考。本文主要做了以下工作:
　　①地下水渗流理论和固结理论研究;
　　②衬砌水压力理论研究以及在FLAC中模拟实现的方法;
　　③使用FLAC模拟了早期隧道的开挖、水位上升等以及对隧道衬砌的影响;
　　④新隧道的开挖对孔隙水压力分布、旧隧道衬砌内力的影响;
　　⑤两隧道间距不同时，衬砌内力、地表沉降的变化;
　　⑥分析模拟结果，得出合理间距的范围。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究思路

第二章 基本理论

2．1 渗流力学基本理论

2．1．1 流体连续方程

2．1．2 达西渗流定律

2．1．3 渗透系数

2．1．4 渗流控制方程

2．1．5 边界条件和初始条件

2．2 固结基本理论

2．2．1 太沙基一维固结理论

2．2．2 Biot固结理论

第三章 FLAC数值分析计算原理

3．1 数值方法

3．2 快速拉格朗日分析方法简介

3．3 FLAC中的流固耦合基本方程

3．3．1 平衡方程

3．3．2 动量平衡方程

3．3．3 运动方程

3．3．4 本构方程

3．3．5 相容方程

3．3．6 连续性方程

3．4 FLAC中涉及的参数及其单位

3．4．1 渗透系数

3．4．2 土体密度

3．4．3 流体模量

第四章 隧道衬砌水压力研究及数值模拟

4．1 概述

4．2 隧道水荷载解析研究

4．3 隧道衬砌水压力的数值模拟

第五章 南山地区隧道数值计算分析及结论

5．1 工程概况

5．2 早期隧道模拟

5．2．1 模型建立

5．2．2 开挖模拟

5．2．3 稳定以后

5．2．4 数值计算结果分析

5．3 新隧道的模拟

5．3．1 新隧道开挖

5．3．3 调整新旧隧道间距

5．4 围岩等级不同时新旧隧道合理间距研究

5．4．1 Ⅴ级围岩

5．4．2 Ⅳ级围岩

5．4．3 Ⅲ级围岩

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果