深埋隧道注浆加固围岩非达西渗流场及应力场解析

来源：中国血液净化杂志2020年第12期北京时间：

作者：和晓楠, 周晓敏, 郭小红, 徐衍, 马文著

单位：1. 北京科技大学 土木与资源工程学院, 北京 100083;2. 中国建筑股份有限公司技术中心, 北京 101300"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (5167082378); National Key R & D Program of China (2016YFC0600803); Research Project of China State Construction (CSCEC-2019-Z-17)

摘要：深埋高水压地质环境下,隧道围岩内部往往伴随出现非达西高速渗流现象,且新奥法理念下的注浆加固围岩是隧道支护体系的重要部分,这2个因素对围岩内部渗流场及应力场的影响不可忽视。为此,建立含有注浆加固围岩的两场耦合解析模型,基于有效应力原理严格推导隧道围岩非达西渗流场及有效应力场解析解,通过与达西渗流的对比说明非达西渗流特征并验证解析解的有效性;根据解析理论对非达西渗流效应及注浆加固对围岩有效应力场的影响规律进行分析。研究结果表明:非达西渗流效应的主要影响范围为隧道开挖半径至3倍注浆半径内围岩,注浆加固范围内围岩有效应力相比达西渗流偏大,尤其是环向有效应力;注浆加固前后围岩力学和渗透性质发生改变,使得环向有效应力在加固边界处突变,指向隧道方向大幅增加,注浆范围内围岩有效应力随着加固后弹性模量的增大而升高,随着加固后渗透系数的减小而有所下降;针对需要严格控制排水量的隧道,注浆设计时建议优先降低注浆范围内围岩渗透系数,其次再适当加大注浆范围。研究结果可为深埋高水压隧道注浆加固设计提供理论依据。

关键词：隧道工程,注浆加固,解析模型,非达西渗流,有效应力

基金资助：国家自然科学基金项目(5167082378)；国家重点研发计划项目(2016YFC0600803)；中国建筑股份有限公司科研项目(CSCEC-2019-Z-17)