水压力

摘要： 针对隧道单层衬砌材料性能、结构受力状态等的研究成果较多,但对于水压力分布特征的研究较少。基于此,以单层衬砌喷混凝土单一结构和复合式夹心结构为研究对象,基于渗流连续性方程和达西定律,推导了水压力计算公式,分析了喷混凝土层渗透系数、单层衬砌厚度等因素对水压力的影响规律。研究结果表明:(1)进行单层衬砌设计时,应采用围岩注浆等措施减小围岩渗透系数,设置必要的排水措施,不宜特别强调外层喷混凝土层的抗渗能力,以降低单层衬砌结构水压力;(2)单层衬砌厚度在满足围岩荷载和自重荷载作用的前提下,宜尽量减小厚度,建议厚度不超过40 cm;(3)复合式夹心结构的内层厚度应小于外层厚度的4/5。

摘要： 暴雨导致的高铁隧道轨隆病害(称“轨隆”)时有发生,严重影响线路行车秩序,为此,系统归纳近年来轨隆案例,统计分析其病害特征及地质与降雨因素,依托典型案例,采用3D打印技术构建其精细化高铁隧道模型及排水设施,开展轨隆病害可视化模拟试验,探讨隧道排水量、结构外水压力和结构位移的规律;基于轨隆病害特点,提出病害整治流程及不同处置阶段具体方针,并依托病害案例对处置方案进行现场实施与效果评定,验证处置对策的有效性。研究结果表明:现有排水系统难以消除的隧底高水压力是病害的根本原因,而运营期时有发生的堵管问题会进一步加重病害程度,上述2个方面均需引起高度重视。研究成果可为类似病害的处置提供参考。

摘要： 为研究单裂隙辐射流受外力和渗流力作用破坏过程的水-力耦合特性,采用预制柱形节理试件进行试验,并结合数值模拟进行综合分析。结果表明,节理破坏包括剪切接触和损伤滑移摩擦2个阶段,法向压力增大引起剪应力增大和裂隙开度减小,剪应力存在连续波动的波峰与波谷,优势水力通道的“U”形分布范围出现小幅扩散;水压力能缓冲节理破坏并带走细小颗粒,增大等效渗透系数,提升裂隙渗透能力,入口水压力增大引起剪应力减小;碎屑充填物主要分布在优势水力通道范围之外,既能影响裂隙的渗透能力,又在一定程度上作为缓冲区保护节理面不被继续破坏。

摘要： 基于反映法、叠加原理及渗流力学理论构建了是否含注浆圈的两种体外排水简化计算模型,推导了隧道与体外排水洞涌水量的计算公式、隧道二次衬砌外水压力表达式,通过解析退化验证了理论模型及解析公式的正确性与适用性,根据推导公式进行了参数敏感性分析,最后通过数值模拟进一步进行了检验.结果表明:体外排水洞与隧道涌水量均随注浆圈渗透系数的下降而非线性降低,隧道二次衬砌外水压力随注浆圈渗透系数的下降而非线性增大,但其临界值小于常规排水方式;增加初期支护的厚度可达到降低二次衬砌外水压力及隧道涌水量的目的;围岩与注浆圈、注浆圈与初期支护渗透系数合理比值分别为15与100,同时须严格控制二次衬砌渗透系数;排水洞洞径对体外排水洞涌水量影响显著,为保护地下水资源,体外排水洞洞径推荐为0.2 m.

摘要： 隧道地下水对于结构设计的影响已经有了很多研究,但是往往是以排水的方式来解决这个问题,具有一定的盲目性与不可靠性。因此,富水山岭隧道水压力对结构设计的影响值得进一步研究。分析了隧道衬砌外水压力的主要分类及原则,分别研究了水头高度、衬砌厚度、衬砌相对渗透系数对结构设计的影响,揭示了富水山岭隧道衬砌水压力的影响关系。并通过实际工程案例,对不同隧道断面进行了详细的设计。得到的结果对于高水压富水山岭隧道地下水渗流分析以及断面的选择等提供了重要思路,也为隧道的安全施工与运营提供了技术与方法帮助。

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： 为明确水害对运营隧道的结构安全性影响,以某典型铁路隧道病害为依托,运用FLAC3D软件建立仿真分析模型,研究不同地下水头高度对结构位移、结构内力及安全系数的影响规律。研究结果表明:该隧道病害的发生与地表集中降雨导致的地下水位抬升存在明显关系,水位越高结构安全性越低,且在地下水位的影响下,隧道衬砌最不安全处位于隧道边墙脚。为了减少类似的病害,在隧道施工过程中一定要重视排水设施的设置,运营过程中注意养护。

摘要： 突水突泥是岩溶隧道施工阶段的主要工程灾害之一,有必要对其潜在风险等级进行预测。以宜万铁路野三关隧道工程为背景,采用文献调研法,将影响隧道突水风险的因素归结为工程地质条件、水文地质条件和岩体质量条件,并建立了对应的评价指标体系,通过形成各层次因素的区间判断矩阵确定指标权重,运用IAHP-Fuzzy法实现了岩溶隧道突水风险分级。综合3个一级指标和11个二级指标形成了隧道突水突泥的层次分析模型和风险分级体系。通过区间层次分析法确定了指标权重,计算结果显示,水压力特征在各指标中占比最高,高水压是造成野三关隧道突水的最直接诱因。通过验算,水压力为0.1 MPa时隧道突水风险为弱风险,建议采取预注浆加固等主动防护措施降低水压力,该验算进一步证明了模型的可行性。

摘要： 针对我国煤矿开采中底板突水现象日益严重的情况,通过分析底板突水的机理,根据突水机理制定相应的防治措施,从而减少底板突水对煤矿开采的危害。本文具体分析完整底板突水机理与裂隙底板突水机理以及具体的防治措施,分析结果表明:当底板完整岩层隔水带所受到的压力大于底板突水的极限水压力时,发生底板突水;当底板完整岩层隔水带所受到的压力小于底板突水的极限水压力时,不发生底板突水;当底板完整岩层隔水带所受到的压力等于底板突水的极限水压力时,此为临界状态;裂隙的劈裂长度与水压力成正比,水压力越大劈裂长度越长。采用留设隔水煤柱、降低水压、注浆堵水等措施可以有效减少底板突水造成的危害。

摘要： 在现有的深部岩石工程中岩体处于多场耦合的复杂应力环境,地下水以及地应力的存在使工程开挖变得难以把控,为预防工程中遇到地质灾害,应对深部岩体进行力学试验探究。本文围绕地下水和地应力,系统性地总结深部岩石的影响。研究结果表明,在静态加载时,含水率影响岩石的纵波波速、强度、弹性模量、泊松比以及破坏模式;在动态加载时,不同的加载率条件下,饱水岩石的动态强度与干燥岩石有较大区别。真实水压环境下,饱和岩石的破坏形式与单轴压缩试验存在一定区别;孔隙水压力削弱岩石的峰值强度、增大岩石的能量耗散程度、降低储能能力。由于地应力的存在,在岩石应力波传播过程中,轴向静应力的变化影响岩石的反射系数、透射系数和能量耗散。

摘要： 河口海岸带潮汐涨落和波浪作用都会引起海滩地下水位的不断变化,为研究沙滩内部渗流过程对泥沙运动的影响,通过自制水槽试验对海滩内部孔隙水压力变化进行研究,以模拟实际情况下水位变化过程中沙滩内部的渗流特性.试验结果表明,水位从沙面以上逐渐下降过程中,经过水沙交界面时,由于毛细作用泥沙内部孔隙水压力产生突降;经过沙石粒径变化交界面时,因水面在泥沙颗粒间形成的弯液面的影响孔隙水压力略有回升且之后下降缓慢.介质变化处压力差值与泥沙粒径相关,粒径越小,压力差值越大.改变沙面倾角,水位逐渐下降经过水沙界面最低处时,沙体内部孔隙水压力仍然下降较快,研究表明沙面倾角越大,孔隙水压力快速下降的趋势越不明显.

摘要： 水压力作用下隧道底板和衬砌安全性是影响隧道安全的关键性问题.以往对隧道在水压力作用下的变形规律及应力分布研究较少,使得工程实践缺少理论支持.本文利用SAP84结构分析软件,对隧道在水压力作用下的稳定性进行分析.研究结果表明:水压力作用下,边墙中部向隧道内部凸出,使边墙呈现拱形型式,底板中部向隧道内部凸出;水压力作用下,拱顶处内侧受拉,在拱顶两侧外侧受拉,边墙脚外侧受拉,仰拱两端内侧受拉;剪力在底板两端最大,因此底板与边墙的接头应特别关注,必要时应采取相应的工程措施;随着水压力的增大,隧道各截面承受的轴力也逐渐增大,轴力在边墙与仰拱交界处最大,由仰拱底部到拱顶,轴力逐渐减小.研究结论与实际工程中隧道的变形规律一致,可以为隧道加固设计提供一定参考依据.

摘要： 潜入冰盖底面的冰凌称为潜冰,潜冰的停滞和堆积可能形成冰塞、冰坝等严重的冰情现象.潜冰的运动形式与其底面的水压力密切相关.本文采用Realizableκ-ε紊流模型,对潜冰底面的压力分布进行了三维数值模拟研究.通过与Larsen的试验数据对比,验证了该数值模型的可靠性与正确性.潜冰底面的水压力是前缘分流效应与文丘里效应共同作用的结果,模拟研究发现,潜冰底面前缘效应与文丘里效应不仅与冰盖下平均流速V,相对水深t/h密切相关,而且随相对宽度b/B而变化:文丘里效应与b/B呈正比,前缘效应与b/B呈幂相关.通过对数值模拟结果进行分析,得到了考虑潜冰宽度影响的潜冰底面文丘里效应压强和前缘效应压强的计算公式,并在此基础上提出了潜冰底面水压力的估算公式.

摘要： 考虑衬砌和土体的相对渗透性,将土骨架和衬砌分别视为具有分数阶导数本构的粘弹性体和多孔柔性、刚性材料,在频率域内研究了内水压力作用下饱和分数导数型粘弹性土一深埋圆形隧洞多孔柔性／刚性衬砌相互作用的耦合简谐振动.区别于传统Terzaghi和Biot线弹性理论,利用基于Bowen模型的多孔介质理论描述土体的宏观力学特性,通过引入与土体体积分数相关的应力系数以及连续性边界条件,分别得到了饱和粘弹性土和衬砌的位移、应力和孔压的解析表达式.最后,进行了物性和几何参数研究，结果表明：相对渗透系数合理地刻画了衬砌的渗透性;应力系数确定了衬砌和孔隙水共同承担的内水压力值;柔性衬砌情形下的响应幅值与刚性衬砌情形下响应幅值存在较大差异.

摘要： 考虑衬砌和土体的相对渗透性,将土骨架和衬砌分别视为具有分数阶导数本构的粘弹性体和多孔柔性、刚性材料,在频率域内研究了内水压力作用下饱和分数导数型粘弹性土一深埋圆形隧洞多孔柔性／刚性衬砌相互作用的耦合简谐振动.区别于传统Terzaghi和Biot线弹性理论,利用基于Bowen模型的多孔介质理论描述土体的宏观力学特性,通过引入与土体体积分数相关的应力系数以及连续性边界条件,分别得到了饱和粘弹性土和衬砌的位移、应力和孔压的解析表达式.最后,进行了物性和几何参数研究,结果表明:相对渗透系数合理地刻画了衬砌的渗透性;应力系数确定了衬砌和孔隙水共同承担的内水压力值;柔性衬砌情形下的响应幅值与刚性衬砌情形下响应幅值存在较大差异.

摘要： 断层破碎带水对隧道稳定影响较大.以五峰山1号隧道F4断层断面为例,分别从排水方式、水头高度、注浆圈厚度3个方面进行渗流分析,以研究衬砌背后水压力以及衬砌内力的分布规律.得到如下结论:衬砌背后水压力、衬砌内力受排水方式影响较大,随着排水量的增加而减小.全排水情况下,衬砌背后水压力、衬砌内力受初始水头高度影响很小;部分排水和不排水情况下,水压力和衬砌的拱腰以下部位内力均随初始水头高度的降低而减小.部分排水情况下,当注浆圈厚度1m＜d＜9m,kv/k1＜ 50时,增加注浆圈厚度或者降低注浆圈渗透系数,能有效降低衬砌背后水压力和衬砌内力.

摘要： 锦屏二级水电站装机4800MW,工程中的4条引水隧洞是世界埋深最大、综合技术难度最大的水工隧洞工程,一般埋深为1500～2000m,最大埋深达到2525m,实测最高地应力113.87MPa、最高外水压力10.22MPa.工程建设过程中,围绕深埋长大水工隧洞支护和结构设计开展了大量的科研攻关工作,创新了深埋围岩稳定分析方法,提出了控制深埋围岩时效破裂的技术措施,建立了以围岩为承载主体的复合承载结构体系,有效应对了高地应力和高外水压力的联合作用,保证了隧洞的快速安全施工与稳定安全运行,推动了深埋水工隧洞工程建设技术的进步,对于中国乃至世界地下工程建设具有重要的里程碑意义.

摘要： 某引水工程穿越的西秦岭隧洞属典型的深埋长隧洞,最大埋深超过2000m.隧洞穿越多个大地构造单元,岩性种类繁多,地质构造复杂,勘察工作采用地质测绘、物探、钻探及遥感等多种手段.通过对工程地质条件的分析认为,隧洞穿越活动断裂部位存在工程抗断问题;隧洞基本位于地下水位以下,存在高外水压力及沿断裂带、裂隙密集带的突(涌)水问题;埋深大、围岩完整洞段地应力高,存在岩爆及高地温问题,而穿越断裂带及软弱夹层部位存在围岩大变形问题等.

摘要： 由于岩溶塌陷的产生在时间上具有突发性,在空间上具有隐蔽性,在机制上具有复杂性,因此,被普遍认为难以采取地面常规监测手段对塌陷进行监测预报.本文以安顺玉碗井浅覆盖型白云岩塌陷区为例,运用岩溶管道裂隙系统水(气)压力监测方法对塌陷区进行监测,通过岩溶水压力变化速率和临界速率的比较、基岩面土层水力坡降和基岩面处的临界坡降的比较进行稳定性的判别.结果显示,岩溶水(气)压力的变化对塌陷具有触发作用,因此在岩溶塌陷风险区进行岩溶地下水开发时,建议加强岩溶塌陷的监测与预报.

摘要： 吉勒布拉克水电站建于新疆阿勒泰地区某河流上，挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，在挤压边墙和垫层料两侧形成的水头差将在施工期对上游填筑区（面板、挤压边墙和垫层料）带来一系列严重的质量问题，因此很有必要设计反渗排水系统将坝体内的各种渗水导向坝体外的基坑内。针对本工程中反向渗水导致的三种危害，在本工程中主要采用反渗排水管布置、不锈钢滤网挡住细颗粒、反渗排水防冻设计三种应对措施。研究了反渗排水的作用机理和危害，工程措施做到有的放矢。运行实践表明，本工程的反渗排水系统的设计是可行的，冬季加热系统虽未实施，但采用加热电缆的方法，为类似高纬度严寒地区混凝土面板堆石坝工程反渗排水设计提供了设计思路，希望对其他类似工程有一定的借鉴意义。

摘要： 本发明涉及一种分区可调限量排放高水压力隧道压力的抗水压装置，包括防水结构单元、分区排水单元和信息采集控制单元；防水结构单元包括注浆圈、隧道初衬、防水板和隧道二衬；隧道抗水压段沿轴向方向分为若干分区，分区排水单元包括设置于每个分区的防水板边界处的环向遇水膨胀止水条、分布在每个分区的隧道初衬和防水板之间的多个纵向排水管以及分别用于将每个分区断面所有纵向排水管连接并将每个分区的隧道轴向蓄排水汇集排出的若干环向集水管；信息采集控制单元包括设置于各纵向排水管上的水压监测器、卸压阀和数据处理中心。与现有技术相比，本发明可对隧道进行分区限量排水，既满足各段不同排水需求，又可实时监测水压，按需自动限量排水。

摘要： 本发明公开了一种获取超孔隙水压力及裂隙水压力响应特征的装置及方法，包括模型箱和设置在模型箱内的模型，模型箱顶部设有密封盖，模型箱后部设有水箱，水箱与模型箱接触一侧设有透水石挡板，所述模型箱底部为振动台，振动台放置在离心机的吊篮内，模型内设有含水率传感器和孔压传感器。本发明通过对模型进行离心机振动台试验，分析离心振动过程斜坡软弱层带孔隙水压力及裂隙水压力响应特征，模型变形特征，振动过程软弱层带裂隙扩容特征。为地震大型滑坡孔隙水和裂隙水的激发效应提供科学依据。

摘要： 本发明提供了水电站引水压力钢管外围水压力控制系统,由单向流阀、球室、控制球、侧槽、进水口、过水道、凸起、排水管、水电站引水压力钢管、多脂肥皂环带、环状汇水管、泄水管、水压力控制阀组成,本发明的水电站引水压力钢管外围水压力控制系统，结构简单、施工方便、成本低廉，不需要在水电站引水压力钢管壁上钻孔，解决了高强度钢管不允许钻孔再焊接堵孔和普通钢管开孔补强质量不易保证，容易引起内水外渗的难题，且压力钢管外围水压力能够控制自如，使压力钢管内、外水压力基本保持相同成为可能，既可以避免压力钢管放空时因外围水压力过大而破坏的情况发生，又可以保障压力钢管不受过水外扩、放水内收反复变形引起的疲劳破坏。

摘要： 本发明涉及一种分区可调限量排放高水压力隧道压力的抗水压装置，包括防水结构单元、分区排水单元和信息采集控制单元；防水结构单元包括注浆圈、隧道初衬、防水板和隧道二衬；隧道抗水压段沿轴向方向分为若干分区，分区排水单元包括设置于每个分区的防水板边界处的环向遇水膨胀止水条、分布在每个分区的隧道初衬和防水板之间的多个纵向排水管以及分别用于将每个分区断面所有纵向排水管连接并将每个分区的隧道轴向蓄排水汇集排出的若干环向集水管；信息采集控制单元包括设置于各纵向排水管上的水压监测器、卸压阀和数据处理中心。与现有技术相比，本发明可对隧道进行分区限量排水，既满足各段不同排水需求，又可实时监测水压，按需自动限量排水。

摘要： 本发明公开了一种获取超孔隙水压力及裂隙水压力响应特征的装置及方法，包括模型箱和设置在模型箱内的模型，模型箱顶部设有密封盖，模型箱后部设有水箱，水箱与模型箱接触一侧设有透水石挡板，所述模型箱底部为振动台，振动台放置在离心机的吊篮内，模型内设有含水率传感器和孔压传感器。本发明通过对模型进行离心机振动台试验，分析离心振动过程斜坡软弱层带孔隙水压力及裂隙水压力响应特征，模型变形特征，振动过程软弱层带裂隙扩容特征。为地震大型滑坡孔隙水和裂隙水的激发效应提供科学依据。

摘要： 本发明提供一种孔隙水压力计及孔隙水压力测试装置，其包括保护壳以及置于保护壳内的主体、第一过滤器；主体，包括压电式压力敏感单元、恒流激励单元、模数转换单元以及出线接头，所述出线接头位于所述保护壳的外部；第一过滤器，置于所述保护壳内且具有外露于保护壳之外的外露部，第一过滤器与所述主体间设有密封圈。本发明便于数据采集。

摘要： 本发明提供了水电站引水压力钢管外围水压力控制系统,由单向流阀、球室、控制球、侧槽、进水口、过水道、凸起、排水管、水电站引水压力钢管、多脂肥皂环带、环状汇水管、泄水管、水压力控制阀组成,本发明的水电站引水压力钢管外围水压力控制系统，结构简单、施工方便、成本低廉，不需要在水电站引水压力钢管壁上钻孔，解决了高强度钢管不允许钻孔再焊接堵孔和普通钢管开孔补强质量不易保证，容易引起内水外渗的难题，且压力钢管外围水压力能够控制自如，使压力钢管内、外水压力基本保持相同成为可能，既可以避免压力钢管放空时因外围水压力过大而破坏的情况发生，又可以保障压力钢管不受过水外扩、放水内收反复变形引起的疲劳破坏。

摘要： 本发明公开了一种静水压力试验专用工装及静水压力试验方法，包括工装主体，工装主体上设置有上盖，工装主体底部设置有支架，工装主体上设置有进水口、排气口、排水口及压力表连接口，进水口连接液体输送管，压力表连接口连接压力表，液体输送管连接升压阀和电动试压泵，所述支架底部设置有调节脚，工装主体上开有密封槽，密封槽内放置匹配的密封元件，以及对静水压力试验的安全、可靠方法。通过设计并采用相应的静水压力试验方法，可安全可靠地实现待测产品的静水压力试验，进而达到全面了解产品实际静载承压性能的目的,对于促进不能承受较大轴向压力的待测产品，其实际径向承压能力的准确可靠检测、科学研究与工程应用，具有积极意义。

摘要： 本实用新型公开了一种富氢水压力桶用稳压装置以及富氢水压力桶。本实用新型的富氢水压力桶用稳压装置，包括压力传感器以及稳压组件，所述压力传感器用于检测所述富氢水压力桶内的压力；所述稳压组件包括泄压阀以及增压泵，且与所述富氢水压力桶内部连通，所述增压泵和所述泄压阀可根据所述压力传感器测得的实际压力值与预设压力值的大小关系对所述富氢水压力桶进行增压或泄压。本实用新型通过压力传感器与增压泵和泄压阀的相互配合，调节富氢水压力桶内部的压力，保证富氢水压力桶内部的压力处于正常范围，使得出水更加顺畅，解决了因压力过大导致富氢水压力桶爆炸的问题。本实用新型的富氢水压力桶包括上述的富氢水压力桶用稳压装置。

摘要： 本实用新型提供一种孔隙水压力计及孔隙水压力测试装置，其包括保护壳以及置于保护壳内的主体、第一过滤器；主体，包括压电式压力敏感单元、恒流激励单元、模数转换单元以及出线接头，所述出线接头位于所述保护壳的外部；第一过滤器，置于所述保护壳内且具有外露于保护壳之外的外露部，第一过滤器与所述主体间设有密封圈。本实用新型便于数据采集。