考虑裂隙水影响的隧道受力特征数值模拟
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建 材 世 界
２１ ０ ０年
第 ３卷 １
第 ５期
考虑 裂 隙水 影 响 的隧道 受 力特 征 数值 模 拟
王 云 东
（ 国中铁三 局第一 工程有 限公 司， 中 霸州 ０ ５ ０ ） ６７０
摘 要 ： 围岩富集裂隙水对隧道施工和运 营有 着较严重 的影 响。结合 九景衢铁路 隧道施 工设计 ， 采用 离散元法 ，
模 拟 了考 虑 裂 隙 围 岩渗 流作 用 的 隧道 施 工 力 学特 性 ， 析 了排 水和 堵 水 ２种 隧 道 施 工 措 施 对 裂 隙 围岩 及 支护 结 构 的 分
影 响 。 结果 表 明 ， 隧 道 开挖 面 附 近 设 置适 量水 头对 围岩 节 理 裂 隙加 固 处理 以 及 支护 结构 合 理 受 力 有 一 定的 积 极 作 在
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结合 九 景衢 铁 路上 界 首 隧道施 工 设计 ， 使用离 散元 软件 Ｕ Ｃ， 考 虑 裂 隙 围岩 渗 流作 用 的隧道 ＤＥ 对 支护结 构方案 中施 工 力 学 行 为进 行 了数 值模 拟 ， 根 据非连 续介质 力学 行 为 的计 算 结 果 ， 分析 了排 水和
ｒ ａｏ ａ ｌ ｔｅ ｓ ｅ ｓ ｎ ｂｅ ｓｒｓ ．
Ｋ ｅ ｒ ｓ ＪｕＪｎ － ａｌ ｙ ｆａｔ ｅｗａｅ ； ｔ ｎ ｅ ｓｒｓ ； ｎ ｍｅｉａ ｓ ｌｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ—ｉｇＱｕｒｉ ｗａ ； ｒｃｕ ｔｒ ｒ ｕ ｎ ｌ ｔｅｓ ｕ ｒ ｌ ｉ ａｉ ｃ ｍｕ ｏ
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ＷＡＮ Ｇ ｎ － Ｄｏ ｇ ｙｕｎ
（ ｈｎ ｉ ａ ｈｒ ｕｅｕＧ ｏｐ１ ｎ ｉ ｅ ｎ ｏ Ｌ ｄＢｚ ｏ ６７ ０ Ｃ ｉ ） Ｃ ｉａ ｌ ｙＴ ｉ Ｂ ｒａ ｒｕ Ｅ ｇｎ ｒ ｇＣ ， ｔ ａｈ ｕ０ ５ ０ ， ｈｎ Ｒａｗ ｄ ｅｉ ａ
力学 理论 ， 隧道施 工更 难于控 制 。
制方法 ， 而裂 隙围 岩渗 流 场 与应 力 场 耦合 理 论 分 然 析鲜见报 道 。吴 波 【 等 依 据 有 效 应 力 分 析 方法 建 １ 立弹塑性渗 流． 力耦 合 模 型 模 拟 了对 实 际隧 道 工 应 程的动态 开 挖 过 程 和 失 水 过 程 。廖 少 明［ 等 采用 ］ 有线差分法 对江底 隧道盾 构施 工 中产 生 的周边渗 透 力进行分析 ， 为盾 构 掘 进过 程 中盾 尾有 透 水 现象 认 是非 常危 险 的 。王 秀 英 ３等 利 用 特 征 曲线 法 并 结
ａｉｎ．Ｃ ｍｂｎ ｄ ｄｓｇ ｆ ｉ—ｉｇＱｕ Ｒａｌ ｙｔ ｎ ｅ，ｔｅｄｓｒｔ ｌｍｅ ｔｍｅｈ ｄｉ ａ ｏ ｔｄｔ ｉ ｌｔ ｃ ａ ｉａ ｐｏ — ｔ ｏ ｏ ｉｅ ｅｉｎｏ ｕＪｎ — ｉ Ｊ ｗａ ｕ ｎ ｌ ｈ ｉ ｅｅｅｅ ｎ ｔ ｏ ｄ ｐｅ ｏｓ ｃ ｓ ｍｕａｅｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｒｐ
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隧道开挖施工 不可避 免 遇到 富水 且地 下水位 较 高的工程地 质环境 ， 常采 用 降 水 和 止水 等形 式 的控
压力 估算 的表 达 式 。 目前 高水 位 山 岭 隧道 多 采 取 “ 以堵 为主 ， 限量排放 ” 防排水设计 原则 ， 水限 的 但堵 排情 况下 隧道 衬 砌 结构 设 计 仍无 规 范可 依 ， 隧道 力 学研 究较少 考虑 渗流一 应力耦 Leabharlann Baidu作 用 ［ ， ５ 而对 于裂 隙 ］ 岩体渗流 一应力 耦合作 用 的研 究 多局限于连续介 质
用。
关键词 ： 九号衢铁路； 裂隙水； 隧道受力； 数值模拟
Ｎｕ ｒ ｃ ｌＳ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｌＳ ｒ ｓ ａ ｕ ｅ Ｃｏ ｓ ｄ ｒ ｔ ｅ Ｉ ｐ ｃ ｍｅ ｉ ａ ｉ ｌ ｔｏ ｎ Ｔｕ ｎｅ ｔ ｅ ｓ Ｆｅ ｔ ｒ ｎ ｉ ｅ ｈ ｍ ａ ｔ
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第 ３卷 １
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考虑 裂 隙水 影 响 的隧道 受 力特 征 数值 模 拟
王 云 东
（ 国中铁三 局第一 工程有 限公 司， 中 霸州 ０ ５ ０ ） ６７０
摘 要 ： 围岩富集裂隙水对隧道施工和运 营有 着较严重 的影 响。结合 九景衢铁路 隧道施 工设计 ， 采用 离散元法 ，
模 拟 了考 虑 裂 隙 围 岩渗 流作 用 的 隧道 施 工 力 学特 性 ， 析 了排 水和 堵 水 ２种 隧 道 施 工 措 施 对 裂 隙 围岩 及 支护 结 构 的 分
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结合 九 景衢 铁 路上 界 首 隧道施 工 设计 ， 使用离 散元 软件 Ｕ Ｃ， 考 虑 裂 隙 围岩 渗 流作 用 的隧道 ＤＥ 对 支护结 构方案 中施 工 力 学 行 为进 行 了数 值模 拟 ， 根 据非连 续介质 力学 行 为 的计 算 结 果 ， 分析 了排 水和
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关键词 ： 九号衢铁路； 裂隙水； 隧道受力； 数值模拟
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