山岭隧道复合防水层横向渗流的理论模型及应用

论文摘要

山岭隧道复合式衬砌层间土工布是初期支护渗水的主要排放途径,在隧道防排水系统中起到重要作用。为了量化工程条件下复合防水层的工作性能,通过理论分析得到了考虑层间挤压和泥沙淤堵的土工布横向渗流模型,并利用该模型讨论了衬砌层间挤压力对各种规格土工布横向排水能力的影响作用。为进一步验证该理论模型的合理性,设计了新型室内试验装置,评估了不同层间土压力、土工织物淤塞与否对土工布层间横向渗流系数的定量影响。结果表明:复合防水层工作状态下理论模型计算所得渗透系数与耦合浇注洁净接触面试验值较为接近,该理论模型可以反映隧道防水层的实际工作状态;土工布的渗透系数随压力变化是非线性的,随着压力的增大,渗透系数值先迅速降低,后逐渐放缓;当压力较小时,土工布厚度越大水平渗透系数越大,当压力增大时,土工布厚度越大,水平渗透系数下降越快直至无明显差异;验证试验中发现压块内部始终保持3～5 cm水头,意味着初支和二衬层间积水无法完全排水干净。最后结合该理论模型,提出了隧道防排水量化设计的方法,具有一定的工程应用价值。

论文目录

• 0 引言
• 1 横向渗流理论模型的构建
•   1.1 工程条件下土工布的状态
•   1.2 理想状态的渗流模型
•   1.3 工程条件下的渗流模型
•     1.3.1 土工布弹性压缩
•     1.3.2 泥沙淤堵
•     1.3.3 工程条件下的渗流模型
• 2 层间挤压对横向排水能力的影响
• 3 横向排水的室内试验验证
•   3.1 试件与设备
•   3.2 试验原理
•   3.3 试验设计与步骤
•     3.3.1试验工况
•     3.3.2 试验准备
•     3.3.3 试验步骤
•   3.4 试验结果及分析
•     3.4.1 试验结果
•     3.4.2 结果分析
•   3.5 工程条件下横向渗流模型与室内渗流试验比较
• 4 工程应用及探讨
•   4.1 土工布参数设计
•   4.2 层间强效排水技术措施
•     （1） 加密环向排水盲管
•     （2） 衬背人工密集造孔[9]
•     （3） 衬背布设排水板[18]
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杜召华,黄乐,蒋鑫,伍毅敏,胡柏学

关键词: 隧道工程,山岭隧道,理论推导,复合防水层,横向渗流,量化模型

来源: 公路交通科技 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 湖南省交通科学研究院有限公司,中南大学

基金: 国家自然科学基金项目(51478473),2015年度湖南省交通运输厅科技进步与创新计划项目(201520)

分类号: U453.6

页码: 98-105

总页数: 8

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