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《西南交通大学》 2011年
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高水压铁路隧道泄水式管片衬砌壁后水压分布规律研究

程曦  
【摘要】:当前,随着我国铁路隧道工程的迅速发展,特别是由于越来越多隧道工程将穿越山岭重丘地区,其中往往面临着高水压问题,这已成为许多铁路隧道的关键问题所在,在当前显得越来越突出。另外,随着隧道掘进机法的日益发展,为充分发挥其优点,与之对应的隧道结构较多采用装配式预制管片衬砌。综合以上情况,笔者应对高水压隧道提出采用装配式泄水式管片衬砌的理念,而目前针对泄水式管片衬砌结构的泄水方案优劣,壁后水压分布规律以及泄流量大小等问题缺乏理论研究及技术支撑。 泄水式管片衬砌是一种在常规管片衬砌基础上改进的结构型式,其可用于TBM施工的高水压隧道工程。以国家自然科学基金项目——“高水压铁路隧道泄水式管片衬砌荷载及力学特性研究”为依托,以向莆铁路某高水压铁路隧道为对象工程,采用计算机有限差分软件数值模拟和室内相似模型试验为研究手段,基于裂隙岩体连续介质流固耦合分析模型,研究了不同泄水方案下衬砌壁后水压力和围岩水压力分布形态,并进行不同泄水方案下泄流量的对比。研究工作主要包括: (1)对高水压隧道泄水式管片衬砌水压分布进行了理论分析,并应用于实际工程,运用衬砌壁后孔隙水压力理论分析注浆圈与隧道排水量之间的关系,隧道排水量与外水压力之间的关系,注浆圈外水压力与注浆圈半径的关系;运用衬砌外荷载理论分析围岩渗透系数与最大可泄流量的关系,衬砌壁后接触应力与衬砌控制泄流量的关系等。 (2)在分析国内外渗流场与应力场双场耦合的理论基础上,结合有限差分法计算原理,提出了适应高水压山岭隧道特点的流固耦合力学分析模型及其合理边界条件。 (3)基于流固耦合理论,对泄水式管片衬砌不同泄水方案下的管片衬砌围岩内渗流场与应力场进行双场耦合数值分析,包括等泄水面积但不同泄水孔数量,不同泄水孔高度,设置错高度泄水孔以及不同水位线高度等多种工况,进行渗流场分布规律分析及泄流量分析。 (4)采用1:50的几何相似比和1:1的容重相似比,制作泄水式管片衬砌模型试验箱,进行室内相似模型试验,研究泄水式管片衬砌在不同泄水方案下衬砌壁后水压分布规律及其与泄流量的关系。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U451.4

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 蓝蕾蕾;隧道富水区防排水处理及断层破碎带开挖方法[D];西南交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吉小明;王宇会;;隧道开挖问题的水力耦合计算分析[J];地下空间与工程学报;2005年06期
2 付钢;王磊;;高压富水地层中隧道衬砌结构设计方法探讨[J];地下空间与工程学报;2007年02期
3 陈宇;朱继文;;双圆盾构隧道的流固耦合分析[J];地下空间与工程学报;2010年01期
4 仵彦卿;岩体裂隙系统渗流场与应力场耦合模型[J];地质灾害与环境保护;1996年01期
5 刘维宁,孙国富,李兴高;公路隧道防排水技术进展[J];工程地质学报;2002年02期
6 仵彦卿,张倬元;岩体系统渗流场与应力场耦合的广义双重介质模型的应用研究[J];工程地质学报;1996年03期
7 张飞;李镜培;;考虑流—固耦合效应的基坑水土压力计算[J];工程勘察;2011年02期
8 丁浩;蒋树屏;陈林杰;;公路隧道外水压力的相似模型试验研究[J];公路交通科技;2008年10期
9 王媛,速宝玉,徐志英;等效连续裂隙岩体渗流与应力全耦合分析[J];河海大学学报;1998年02期
10 赵瑜;卢义玉;黄诚;康勇;;隧道开挖过程中复杂裂隙围岩的固流耦合分析[J];土木建筑与环境工程;2010年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张伟;渗流场及其与应力场的耦合分析和工程应用[D];武汉大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 周乐凡;考虑外水荷载作用的铁路隧道衬砌结构设计研究[D];铁道部科学研究院;2003年
2 田杰;岩体渗流的流固耦合问题及其工程应用[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2005年
3 杨永恒;渗流场与应力场耦合分析及其在尾矿坝工程中的应用[D];西安理工大学;2006年
4 杨征;武汉长江隧道大型管片衬砌结构力学特征研究[D];西南交通大学;2007年
5 吴金刚;高水压隧道渗流场的流固耦合研究[D];北京交通大学;2007年
6 张鹏;海底隧道衬砌水压力分布规律和结构受力特征模型试验研究[D];北京交通大学;2008年
7 郑俊;高水压铁路隧道泄水式管片衬砌流固耦合研究[D];西南交通大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 包太,刘新荣,朱可善,张胜群;裂隙岩体渗流场与卸荷应力场耦合作用[J];地下空间;2004年03期
2 吉小明;王宇会;;隧道开挖问题的水力耦合计算分析[J];地下空间与工程学报;2005年06期
3 吉小明;;隧道工程中水力耦合问题的探讨[J];地下空间与工程学报;2006年01期
4 莫伟伟;徐平;丁秀丽;;库水位涨落对滑坡稳定性影响研究进展[J];地下空间与工程学报;2006年06期
5 付钢;王磊;;高压富水地层中隧道衬砌结构设计方法探讨[J];地下空间与工程学报;2007年02期
6 王同华;韩选江;钱志华;;隧道工程中渗流引起的渗漏问题分析[J];地下空间与工程学报;2008年03期
7 王艳丽;王勇;许建聪;伍国军;;节理岩质边坡地下水渗流的离散元分析[J];地下空间与工程学报;2008年04期
8 王建秀;朱合华;胡力绳;唐益群;姚雷;侯靖;;抗水压隧道分类及其建设关键技术[J];地下空间与工程学报;2009年01期
9 张成平;张顶立;叶英;骆建军;;高压富水岩溶隧道注浆机理及作用效果分析[J];地下空间与工程学报;2009年05期
10 王军辉;周宏磊;韩煊;王法;;北京市地下空间运营期主要水灾水害问题分析[J];地下空间与工程学报;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏卫卫;刘扬;许友生;;垃圾填埋场中热效应和渗流机理的数值模拟[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 鲁秀生;梁冰;刘蓟南;姜利国;陈天宇;;降雨条件下急倾斜煤层群采动裂隙渗流规律研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 周晓敏;纪洪广;邓斌;;高水压基岩井壁厚度设计方法[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
4 费志强;杨维国;徐国彬;;玻璃纤维增强混凝土的力学性能及在地下工程中的应用[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
5 吉小明;王宇会;阳志元;;隧道开挖问题中的流固耦合模型及数值模拟[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
6 傅钢;曹延平;张林;张承宇;刘恒伟;;地下水环境平衡的理念在高水压隧道设计中的应用[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
7 刘仲秋;章青;朱增强;;基于超变形法的深埋引水隧洞稳定性分析[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
8 陶伟明;;高水位山岭隧道防排水原则的理论基础及其工程实践[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
9 丁浩;蒋树屏;徐谋;王文广;李勇;;富水地层隧道设计与施工关键技术研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
10 张子亮;杨永江;靳宝珍;高亮;刘九龙;;Microsoft Excel软件在非稳定井流计算中的应用[A];地温资源与地源热泵技术应用论文集(第三集)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙克国;注浆控制岩溶隧道突水地质灾害的机理和模拟方法研究[D];山东大学;2010年
2 李鹏飞;海底隧道围岩稳定性分析与控制研究[D];北京交通大学;2011年
3 洪开荣;高速铁路水下盾构隧道结构力学特征及掘进与对接技术研究[D];北京交通大学;2011年
4 郭小红;厦门翔安海底隧道风化槽衬砌结构稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
5 杜朝伟;海底隧道衬砌水压力及结构受力特征研究[D];北京交通大学;2011年
6 孙谋;盾构隧道进出洞土体颗粒渐进破坏模式分析及加固精细化设计研究[D];北京交通大学;2011年
7 郭磊;浅埋暗挖水下隧道管棚作用机理及开挖的扰动效应研究[D];中南大学;2010年
8 王玉林;承压地下水开采井流模型及其渗流理论研究[D];浙江大学;2011年
9 刘建;岩溶隧道地下水环境负效应评价体系研究[D];西南交通大学;2011年
10 郭春华;井眼应力分布模拟及井壁稳定性研究[D];成都理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡艳卉;矿井地下水流场数值模拟及其应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 陈丽刚;基于ABAQUS渗流与应力耦合作用的边坡稳定性分析[D];郑州大学;2010年
3 金佳旭;浑水渗流作用下尾矿坝稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 周金阳;混凝土防渗墙加固的土石坝有限元分析研究[D];南昌大学;2010年
5 方镜平;压力隧洞内水外渗的渗流-应力-开裂耦合分析[D];浙江大学;2011年
6 朱海涛;齐岳山隧道衬砌水压力特征与岩溶处治技术研究[D];北京交通大学;2011年
7 苏利勋;无网格法数值模拟岩体单裂隙水力劈裂[D];昆明理工大学;2008年
8 郭良;岩溶含水层渗透张量的三维化应用研究[D];昆明理工大学;2010年
9 覃荣高;勐兴铅锌矿矿坑涌水量的数值模拟研究[D];昆明理工大学;2009年
10 胡广鑫;昆明盆地泥炭土在渗流条件下变形规律试验研究[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐银燕;;隧道工程围岩稳定性影响因素分析与破坏基本判据[J];安徽建筑;2009年05期
2 付钢;王磊;;高压富水地层中隧道衬砌结构设计方法探讨[J];地下空间与工程学报;2007年02期
3 罗玉虎;李丹;刘亮;胡礼忠;;摩天岭隧道涌水原因分析及处治措施[J];地下空间与工程学报;2011年02期
4 潘建明;;高水压山岭隧道衬砌水压力有限元分析方法[J];长沙铁道学院学报(社会科学版);2006年03期
5 陈禹成;田伯科;;麻武高速公路大别山隧道涌水原因及治理措施探讨[J];公路交通科技(应用技术版);2011年04期
6 张向东;刘严;孙闯;;软岩隧道开挖方法数值模拟分析[J];广西大学学报(自然科学版);2010年01期
7 乔瑞军;胡娟;昌晓宁;;隧道涌水治理及堵水施工工艺[J];公路;2011年06期
8 杨珺博;董辉;陈家博;侯俊敏;;穿江隧道拱顶沉降的三维有限元分析[J];吉首大学学报(自然科学版);2010年04期
9 闫玉湛;邵珠山;王新宇;;软弱围岩隧道开挖方案优化研究[J];交通标准化;2012年05期
10 李文锋;;超前帷幕注浆技术在高压富水隧道中的应用[J];山西建筑;2009年11期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 高新强;高水压山岭隧道衬砌水压力分布规律研究[D];西南交通大学;2005年
2 刘招伟;圆梁山隧道岩溶突水机理及其防治对策[D];中国地质大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 朱海涛;齐岳山隧道衬砌水压力特征与岩溶处治技术研究[D];北京交通大学;2011年
2 朱成豪;复杂条件下高速公路隧道施工期洞周位移控制基准研究[D];西南交通大学;2011年
3 李河玉;小导管注浆技术及在隧道和地下工程中的应用[D];西南交通大学;2002年
4 金美海;高速铁路隧道穿越富水大断层施工灾害控制研究[D];重庆交通大学;2007年
5 张彦龙;断层破碎带隧道施工地质灾害预报预警方法研究[D];北京交通大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 仵彦卿;地下水与地质灾害[J];地下空间;1999年04期
2 黄钟晖,廖少明,刘国彬,侯学渊;软土盾构法隧道管片接头位置的优化研究[J];地下空间;2000年04期
3 李晓红,靳晓光,亢会明,卢义玉;隧道位移智能化反分析及其应用[J];地下空间;2001年04期
4 朱伟,胡如军,钟小春;几种盾构隧道管片设计方法的比较[J];地下空间;2003年04期
5 包太,刘新荣,朱可善,张胜群;裂隙岩体渗流场与卸荷应力场耦合作用[J];地下空间;2004年03期
6 庄宁;朱合华;杨向东;崔茂玉;刘学增;;高水压下隧洞合理断面形状研究[J];地下空间与工程学报;2005年05期
7 孙富学;梁本亮;;隧道衬砌结构耐久性寿命影响因素敏感性分析[J];地下空间与工程学报;2006年02期
8 孙富学;荣耀;;隧道衬砌结构耐久寿命预测研究[J];地下空间与工程学报;2006年03期
9 付钢;王磊;;高压富水地层中隧道衬砌结构设计方法探讨[J];地下空间与工程学报;2007年02期
10 罗衍俭;隧道结构设计的数值模拟与类比设计[J];地下空间;1998年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 吉小明;;裂隙岩体多重介质流固耦合分析的全耦合数学模型与有限元公式[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 邹新军;考虑应力场耦合作用的均质土堤渗流场理论分析与模型试验研究[D];湖南大学;2001年
2 周乐凡;考虑外水荷载作用的铁路隧道衬砌结构设计研究[D];铁道部科学研究院;2003年
3 赵瑜;水库蓄水时块裂岩质边坡稳定性分析[D];太原理工大学;2004年
4 李小红;渝怀铁路歌乐山隧道岩溶富水区施工技术研究[D];西南交通大学;2003年
5 李新星;栗西沟尾矿坝地震动力反应及液化评价研究[D];长安大学;2004年
6 吴顺华;水文地球化学方法确定隧洞外水压力研究[D];河海大学;2005年
7 王飞;隧道不透水层确定方法模型试验研究[D];西南交通大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘贵良;万家寨引黄工程总干线~#8隧洞的快速施工[J];水利水电技术;2001年04期
2 胡志平,冯紫良,刘学山,陈枫;盾构隧道管片衬砌结构稳定性风险分析[J];同济大学学报(自然科学版);2004年05期
3 陈志刚,曾周亮,肖石林;隧道掘进机管片衬砌受力的数值模拟[J];机械设计与制造;2005年09期
4 叶飞;何川;王士民;;浅析盾构隧道模型试验的现状与发展[J];现代隧道技术;2011年01期
5 李围,孙继东,李成;盾构隧道管片衬砌受力分析力学模式探讨[J];隧道建设;2005年S1期
6 佘成学;张龙;;管片衬砌承担高内水压力的可行性分析[J];岩石力学与工程学报;2008年07期
7 封坤;何川;肖明清;;高速铁路水下盾构隧道管片衬砌主体结构受力分析研究[J];现代隧道技术;2008年S1期
8 孙艾;;新疆大坂隧洞工程管片安装施工工艺[J];山西建筑;2010年36期
9 李江深;万家寨引黄工程南干TBM施工洞段防渗研究[J];科技情报开发与经济;2005年16期
10 胡志平;罗丽娟;;管片衬砌结构可靠度分析的优化方法[J];岩石力学与工程学报;2005年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 晏启祥;马婷婷;;高水压铁路隧道管片衬砌临界水压力浅析[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2010年
2 李围;何川;;地铁区间盾构隧道管片衬砌结构设计探讨[A];中国土木工程学会第十一届、隧道及地下工程分会第十三届年会论文集[C];2004年
3 封坤;何川;肖明清;;高速铁路水下盾构隧道管片衬砌主体结构受力分析研究[A];中国土木工程学会第十三届年会暨隧道及地下工程分会第十五届年会论文集[C];2008年
4 赵文源;;双护盾掘进隧洞管片衬砌计算中几个问题的探讨[A];中国土木工程学会隧道及地下工程学会第七届年会暨北京西单地铁车站工程学术讨论会论文集(下)[C];1992年
5 胡志平;罗丽娟;;盾构管片纵向接缝位置对结构内力和变形的影响分析[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年
6 韩吉民;孙毅;管真;;TBM施工隧洞的管片地质雷达影像特征[A];国家安全地球物理丛书(四)——地球物理环境探测和目标信息获取与处理[C];2008年
7 赵大洲;;盾构管片衬砌环间接缝对结构内力影响分析[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2010年
8 ;对报送科技部关于崇明越江通道立项研究材料的意见[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年
9 黄昌富;;软硬混合地层地铁隧道盾构法构筑综合技术[A];全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2003年
10 方勇;何川;;正交下穿盾构隧道施工时顶进力对既有隧道的影响研究[A];中国交通土建工程学术论文集(2006)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 方东 刘新红;新技术护送武汉长江隧道安全过江[N];中国铁道建筑报;2007年
2 沉静;南水北调:中线工程穿黄隧洞即将开工[N];中华建筑报;2005年
3 记者 赵洪亮;中线穿黄工程两重要标段合同签订[N];中国水利报;2005年
4 本报记者 杨晓娟 特约记者 陶玉琢;黄石盾构问鼎“中国石油第一竖井”[N];石油管道报;2005年
5 本报记者 杨晓娟 特约记者 陶玉琢;从忠武线红花套到仪长线黄石穿越[N];石油管道报;2005年
6 曾正贤 王立武;十六局集团公司 创我国地铁盾构施工最高纪录[N];中国铁道建筑报;2003年
7 本报记者 赵洪亮;盾构施工如何“创新 安全 突破”[N];中国水利报;2009年
8 本报记者 刘静;南京长江隧道总设计师: 每一米都要攻克世界级难题[N];工人日报;2010年
9 王立武;曾正贤;钟儒华;地下尖兵的创新与奉献[N];中国铁道建筑报;2003年
10 通讯员邓昆伦 本报记者王立武;永不言退的时代先锋[N];中国铁道建筑报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周济民;水下盾构法隧道双层衬砌结构力学特性[D];西南交通大学;2012年
2 李宇杰;非连续接触计算模型在盾构衬砌力学特性方面的应用研究[D];北京交通大学;2012年
3 苏华友;双护盾TBM开挖深埋隧洞围岩稳定性研究[D];西南交通大学;2009年
4 张新金;盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站关键技术研究[D];北京交通大学;2010年
5 郭信君;盾构隧道混凝土管片构件抗火性能试验及模拟分析研究[D];中南大学;2013年
6 洪开荣;高速铁路水下盾构隧道结构力学特征及掘进与对接技术研究[D];北京交通大学;2011年
7 夏炜洋;盾构法隧道施工期流固耦合问题研究[D];西南交通大学;2012年
8 李围;配合盾构法修建地铁车站的方案及实施技术问题研究[D];西南交通大学;2006年
9 伍振志;越江盾构隧道耐久性若干关键问题研究[D];同济大学;2008年
10 蒙晓莲;大坡度小半径线路情况对盾构法施工开挖面稳定性及管片受力影响的研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑俊;高水压铁路隧道泄水式管片衬砌流固耦合研究[D];西南交通大学;2010年
2 程曦;高水压铁路隧道泄水式管片衬砌壁后水压分布规律研究[D];西南交通大学;2011年
3 黄怀宁;输水隧洞预应力混凝土管片衬砌设计方法研究[D];北京交通大学;2013年
4 夏松林;狮子洋隧道通缝式拼装管片衬砌结构的原型试验研究[D];西南交通大学;2010年
5 李建强;盾构姿态对管片受力的影响研究[D];东北大学;2008年
6 张川;小断面泥水盾构越江隧道管片衬砌可靠性分析[D];西南交通大学;2014年
7 邹育麟;狮子洋水下盾构隧道错缝式拼装管片衬砌结构的原型试验[D];西南交通大学;2010年
8 蔡恒;盾构法与浅埋暗挖法结合修建地铁车站管片—结构接头连接研究[D];北京交通大学;2010年
9 郑俊;水下盾构隧道管片力学特性研究[D];北京交通大学;2013年
10 唐一丰;海底隧道盾构对接地层稳定与施工过程管片力学特性研究[D];北京交通大学;2010年
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