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水电能源科学2025年第01期:高内水压作用下透水衬砌—灌浆圈—围岩联合承载机理分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:金俊超;景来红;宋志宇;苏凯;白正雄;

单位:黄河勘测规划设计研究院有限公司;水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室(筹);武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室;

摘要:针对混凝土衬砌在高内水压下开裂渗漏问题,将隧洞概化为透水衬砌—灌浆圈—围岩厚壁圆筒模型,通过理论推导建立了考虑外水压力的水压致裂解析方法,实现了施作衬砌—充水加压—衬砌开裂全过程模拟。研究发现衬砌施作时承受外水压力作用,渗流为向洞内溢出;内压大于外压后,钢筋应力由压转为拉;衬砌开裂后,钢筋应力急剧增大—迅速下降—缓慢增加。开裂前衬砌与围岩处于相互挤压的状态,粘结力不影响衬彻结构受力;衬彻与围岩脱离后,衬砌与围岩单独承载,其变形和受力与粘结力无关。透水衬砌—灌浆圈—围岩模型与透水衬砌—围岩模型结果规律一致,但考虑灌浆后渗漏量显著下降。

关键词:高压隧洞;;透水衬砌;;水压致裂;;内水外渗;;联合承载

基金资助:中国博士后科学基金项目(2022M721299);; 河南省重点研发与推广专项(232102320339)