岩溶隧道纵向排水管堵塞状态下衬砌结构力学特性试验

来源：中国血液净化杂志2025年第11期北京时间：

作者：钱王苹, 汪波, 熊文威, 罗丁未, 李树忱

单位：1. 中国矿业大学 力学与土木工程学院, 江苏 徐州 221116;2. 西南交通大学 极端 环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室, 四川 成都 610031"],"fundList_en":["National Key R & D Program of China (2024YFF05079); National Natural Science Foundation of China (52208395, U2034205)

摘要：为了揭示岩溶隧道纵向排水管堵塞对衬砌结构力学特性的影响机理，研制了一套可模拟不同堵塞程度及岩溶通道特征的试验装置，将复杂的隧道排水系统等效为环向盲管与包含横截面面积与纵向长度的纵向排水管，并开展了纵向排水管不同堵塞程度下隧道渗流物理模型试验。结果表明：随着纵向排水管堵塞程度逐渐增大，岩溶通道内水位下降速度与隧道排水量均发生快速降低，显著地降低了隧道排水系统对地下水的消散能力。岩溶通道中地下水直接以局部高水压方式作用于隧道衬砌上，进而使得隧道衬砌结构的应力响应明显增大。当发生完全堵塞时，岩溶通道内水位下降速度与隧道排水量减少率分别高达82.5%与95.9%，拱底处水压力与左拱腰处结构应力变化最为敏感，增长率分别为30.1%与37.6%。通过对比纵向排水管的2个堵塞指标，发现纵向长度堵塞指标直接影响地下水的水流路径长度，而横截面面积堵塞指标直接影响排水管的等效渗透系数，两者共同决定了隧道排水管的排水性能。同时，由于非线性的演化规律，2个堵塞指标在堵塞过程中的影响权重存在明显差异性，低堵塞条件下以纵向长度堵塞指标影响为主，而高堵塞条件下以横截面面积堵塞指标影响为主。研究成果可为岩溶隧道运营期排水系统堵塞诱发的衬砌结构安全评估及维护对策提供理论依据。

关键词：隧道工程,岩溶隧道,模型试验,纵向排水管,堵塞状态,力学演化

基金资助：国家重点研发计划项目(2024YFF05079)；国家自然科学基金项目(52208395，U2034205)