一、隧道衬砌外水压力计算方法研究现状与进展（论文文献综述）
黄红元[1]（2021）在《富水环境下水工隧洞渗流计算及结构外水压力研究》文中研究说明当地下结构工程穿越地下水丰富区域时,由地下水引发的一系列工程问题时有发生。因此,处理好地下结构与地下水的关系,是地下结构工程设计、施工中的最基本问题和前提条件,也是地下结构工程领域的基础科学问题之一。水工隧洞围岩渗流特征和衬砌结构外水压力分布是穿越富水区水工隧洞工程设计的两个重要基础,防渗排水是影响水工隧洞施工成败的关键。目前,有关水工隧洞地下水渗流场分布的研究多以圆形隧洞工程为依托,而且水工隧洞围岩的防渗排水措施还主要参考公路隧道。鉴于此,本文以富水区不同断面形状水工隧洞为研究对象,采用理论分析、数值模拟及现场监测相结合的方法,研究了水工隧洞渗流场分布规律及作用于衬砌上的外水压力。主要研究内容和成果如下:（1）依据无限含水层井流理论,采用复变函数保角映射方法,提出了一种考虑断面形状的隧洞渗流场分布及渗流速度解析计算方法;在此基础上,分别从隧洞断面高宽比、地下水、围岩特性三个方面进行了隧洞渗流特性影响因素分析,结果表明,对于矩形隧洞,角点部位渗流速度最大,随着远离角点部位渗流速度逐渐变小;对于直墙圆拱隧洞,边墙墙脚部位渗流速度最大,顶拱部位渗流速度次之,随着远离边墙墙脚部位渗流速度逐渐变小,在边墙和底板中部达到低值。（2）利用有限差分法,开展了富水环境下水工隧洞渗流特征的三维数值模拟,并将数值模拟得到的隧洞渗流场分布规律与解析计算结果进行了对比分析,结果一致性较好。在此基础上,利用数值模拟,探究了不同外水压力、内水压力作用下圆拱直墙隧洞围岩的渗流和衬砌结构受力特征,结果表明随着隧洞施工开挖掌子面的不断推进,周边围岩孔隙水压力下降,地下水向洞内渗流,在隧洞四周由于水压力差形成了漏斗形的水压力分布曲线。（3）针对隧洞工程中为降低施工期涌水量而采取的开挖前预灌浆技术,推导了半无限含水层中圆形隧洞涌水量解析解。通过对解析解的相关性分析,得到了隧洞毛洞涌水量与探测孔涌水量比值的简化解;同时分析了灌浆隧洞涌水量与隧洞毛洞涌水量比值（灌浆防渗效果）与封孔效率的相关性。在此基础上,根据隧洞允许排水量,并结合现场预灌浆技术可达到的封孔效率,来确定灌浆圈的厚度。（4）依据无限含水层井流理论对圆形隧洞衬砌结构外水压力的变化规律展开了理论推导及分析,分析结果说明随着灌浆圈厚度的增加、渗透系数的减小、隧洞排水量的增大,衬砌结构外水压力不断减小;当隧洞排水系统的排水量能够大于透过灌浆防渗圈的渗流量时,衬砌结构外水压力值就能降到比较小的量值。（5）通过数值试验模拟了马蹄形断面隧洞衬砌结构防渗性能劣化和排水系统失效状态下的外水压力分布规律。模拟结果表明,考虑衬砌防渗时,衬砌劣化对外水压力分布的影响与衬砌劣化程度紧密相关,随衬砌渗透系数的增加,外水压力减小;在排水系统失效状态时,与防渗排水正常状态时外水压力相比,当环向透水盲管堵塞失效时拱顶部位的外水压力增幅显着,当纵向排水管堵塞失效时边墙中部的外水压力增幅较大,当环向透水盲管或纵向排水管堵塞失效时仰拱中部的外水压力均增幅较大。（6）以直墙圆拱引水隧洞依托工程为研究背景,开展了现场监测与数据分析,结果表明回填灌浆与固结灌浆封堵地下水的通道降低了隧道涌水量,衬砌上的外水压力减小;采用穿透固结灌浆层的排水孔和底板下的中心排水沟时,衬砌外水压力进一步减小。数值模拟分析结果,与现场监测结果基本一致。
冯伟[2]（2021）在《富水岩溶隧道渗流特征及岩溶防治技术研究》文中认为本文依托实际工程济南至泰安高速公路,基于大量的隧道岩溶处治资料与工程实践,综合采用理论分析、数值模拟和归纳总结等方法,研究分析了岩溶填充物类型、充水溶洞尺寸及水压大小、注浆圈加固厚度及渗透系数等因素对隧道衬砌外水压以及渗流场的影响,并在以上研究成果的基础上进行隧道岩溶防治技术研究。主要研究内容及结论如下:（1）依托实体工程济南至泰安高速公路小佛寺隧道,通过数值计算的方式,揭示了岩溶填充物类型、充水溶洞尺寸及水压对隧道衬砌外水压力分布以及渗流规律的影响特征。（2）针对岩溶隧道渗流规律影响因素多、影响规律繁杂的特点,采用数值模拟的方法,揭示了隧道周边注浆圈不同厚度和渗透系数条件下的隧道水压分布规律以及衬砌结构的内力响应。随着注浆圈厚度增大,衬砌水压力降低,导致衬砌所受内力值普遍减小,因此增大注浆圈厚度有利于结构安全;随着注浆圈渗透系数的逐渐减小,衬砌水压力降低,隧道衬砌结构安全系数有所提高,因此注浆圈渗透系数的逐渐减小即注浆堵水效果的提高有利于结构安全。（3）基于岩溶隧道衬砌结构实际工作状态以及病害防治现状,从岩溶隧道突水突泥预防原则、富水溶腔岩溶水处治原则研究入手,深入开展隧道富水岩溶防治技术研究。先充分考虑岩溶腔的规模尺寸、水量、水压大小等关键影响因素,进行溶腔富水程度分级,再结合岩溶地质特征与隧道衬砌结构实际工作状态,因地制宜,制定出规模对策、充填性对策、水对策,实现岩溶标准化治理。图[45]表[20]参[53]
游剑南[3]（2021）在《高压富水隧道注浆圈对复合式衬砌荷载和内力的影响分析》文中研究说明随着我国交通建设的蓬勃发展,山岭隧道的建设与日俱增,不可避免会穿越高水压富水地区。实际工程常采用注浆和带有防排水系统的复合式衬砌以保证高压富水隧道的安全施工及运营。目前施工中关于注浆参数以及排水系统限排水量的选取仅凭经验,缺乏不同参数对衬砌受力影响的系统研究。如果参数选取不当,不仅会提高施工成本、延迟工期,而且可能危及隧道行车安全,因此研究不同限排水量下注浆对复合式衬砌荷载和内力的影响规律具有重要工程意义。基于此,本文依托崇礼铁路正盘台隧道,在文献调研的基础上通过理论和数值分析的方法对不同防排水条件下注浆对衬砌受力影响进行研究,并提出了合理注浆参数的选取依据与断面优化方式。主要工作及研究成果如下:（1）采用理论分析的方法对不同排水量时衬砌外水压力和考虑渗流的衬砌应力及位移进行分析,并得出隧道水压力和衬砌应力、位移解析公式,为高压富水复合式衬砌隧道水压力和应力特征计算提供理论指导。（2）以已建圆梁山隧道为依托建立隧道渗流数值模型研究渗流情况下衬砌所承受的外水压力,并采用理论解析及已有的模型试验验证了数值模型及参数选取的准确性。此外,采用数值模拟及理论解析的方法对新建正盘台隧道不同工况下衬砌受力进行对比分析,验证了数值模型对正盘台隧道的适用性。（3）基于数值模型研究了不同限排水量条件下,注浆区域和参数对衬砌外水压力和内力的影响。总结出高压富水隧道注浆堵水的作用要明显大于加固地层的作用;排水系统起排放和疏导地下水的作用;在工程条件允许的情况下应采用堵水限排、注浆以及带防排水层的复合式衬砌相结合以保证隧道安全施工及运营。（4）基于数值模型研究了堵水限排时注浆区域及参数对衬砌不同部位处外水压力和内力的影响。总结出增加注浆圈厚度和降低渗透系数对衬砌受力的折减效果最好,对隧道衬砌内力的最大折减效果能达到40%-60%,但增大到一定程度后折减效果趋于平缓;衬砌不同位置的受力有所不同,衬砌受力最不利点的位置位于墙脚处;注浆对衬砌不同位置受力的折减效果也有所不同,注浆对衬砌内力折减效果最好的位置位于仰拱处。（5）在上述研究成果的基础上提出绘制安全曲线法选取合理注浆参数,并提出局部加厚注浆圈和增大衬砌仰拱矢跨比的优化方式,为高压富水隧道局部衬砌安全性不足时提供优化方案。
张洪伟[4]（2021）在《富水隧道施工期地下水运移特征模拟及水环境效应》文中研究指明富水隧道施工建设对工程安全以及地下水、生态环境均会造成较大的威胁和影响,虽然当前隧道工程逐渐考虑到地下水和生态环境保护的重要性,但是出于工程经济性、可操作性等方面的考虑,隧道建设对地下水系和环境的破坏仍然很大,甚至会造成地下水环境和山体生态植被不可逆转的永久破坏。富水隧道复杂的地质构造和水文地质条件,使得对隧道施工影响下的地下水流场分布、衬砌水压力变化、渗漏污染物跟踪和影响以及总体水环境负效应评价成为摆在隧道建设者和各国学者面前需要深入研究探讨的一项重要课题。本文以典型富水隧道——正在施工建设的渭武高速公路木寨岭隧道为例开展研究,采用有限差分原理,结合Visual Modflow、Flac3D等主流三维渗流场模拟软件构建了隧道隧址区地下水渗流场、衬砌外水压力和隧道施工典型污染物的数值模拟模型,并采用AHP层次分析法确定了水环境负效应评价指标权重,采用综合模糊评价法开展了隧道施工期水环境负效应评价。主要研究成果如下:1、推导出了考虑渗流速度的隧道涌水量和衬砌外水压力理论计算公式,包括施作注浆圈和衬砌,仅施作衬砌以及未施作注浆圈和衬砌几种工况,并用传统公式验证了其可靠性,上述公式对隧道涌水量精确预测计算提供了参考。2、模拟了木寨岭隧道隧址区开挖前天然状态、开挖后完全排水状态、开挖后封堵状态下的渗流场分布运移情况。隧道开挖3个月后隧址区地下水水位急速下降,产生“漏斗状”降落,3个月至24个月地下水水位下降趋势变缓,但仍以涌水的方式持续流出,对地下水环境产生破坏。隧道排水系统完全封堵后,地下水位需要1-2年时间才能逐步恢复稳定,降落漏斗消失,接近原有流场状态。隧道地下水渗流场降落漏斗的产生和恢复研究为隧道施工合理“限排”提供了论据。3、采用Flac3D软件模拟了木寨岭隧道不同建设时段、不同排放模式下的衬砌外水压力分布情况,模拟分析结果显示,隧道开挖会造成隧址区地下水位呈现显着降落漏斗;注浆圈及衬砌结构水压力值随隧道洞顶压力水头的增大而增加;随注浆圈内外壁厚度的增大注浆圈外壁水压力值减小,而衬砌未发生明显改变;注浆圈水力传导系数与注浆圈和衬砌水压力具有显着相关性,且系数最小时对衬砌的影响最大;随着衬砌水力传导系数的减小注浆圈和衬砌外的水压力值均减小;隧道衬砌外各监测点水压力值分布规律为:下拱底>左拱脚>左拱腰>左拱肩>上拱顶。上述隧道施工堵水和排水的压力分布研究成果能够为隧道施工衬砌受力加固、限排水力传导系数控制等提供理论依据。4、应用Visual Modflow软件对木寨岭隧道施工废水石油类污染物的地下水迁移特征的模拟结果显示,石油类污染物泄露至地下水后会沿着水力梯度方向纵深迁移,并在地下水水动力弥散作用下发生横向迁移,最终形成接近“椭圆状”的污染晕;集水池下透水层的石油污染物浓度由2年后的100 mg/L增长到7年后的500 mg/L;在停止泄露后的23年内,污染物晕散外边界几乎扩大至整个模拟区域,中心极值浓度由500 mg/L下降到180 mg/L,但仍按水流水力梯度方向缓慢迁移;经过20年的迁移运动会有少量污染物由透水层向下迁移至含水层,但30年模拟期内隔水层未发现污染物;说明隧道施工期污染物一旦渗入地下水,会在透水层和含水层长期迁移扩散,对地下水环境和相关生物造成威胁。5、应用层次分析法、综合模糊评价法对木寨岭隧道施工期地下水环境负效应开展了评价研究,构建了以自然地理、水化学、地质-水文地质、隧道工程四个因素类、23个具体影响因素为基准层和指标层的评价指标体系结构,将水化学特征和典型污染物因素纳入评价体系,建立了影响因素评价等级标准、模糊综合评价模型、隶属函数及量化指标,综合评价木寨岭隧道施工期地下水环境负效应结果为中等,隧道施工造成的水环境破坏作用明显,该研究成果为国内相关富水隧道施工的水环境负效应影响评价提供了借鉴参考。
尚星航[5]（2021）在《高外水压力隧洞渗流分析与复合衬砌受力研究》文中研究表明在我国西部各省地区,地形地貌丰富多样,地质构造复杂多变,在修建输水隧洞实现跨地区调水时,隧洞穿越大断层,岩层复杂,存在局部的富水带,不可避免的受到高地应力和高外水压力的影响,严重威胁到隧洞修建、运营期间结构的稳定。因此研究隧洞施工期、运营期渗流量和外水压力变化规律;分析围岩、复合衬砌受力变形特点并提出减载措施对保障工程安全具有重要意义。本文针对六盘山1#隧洞进行研究,采用简化模型对隧洞渗流量进行理论推导,分析隧洞施工期衬砌内和运营期管片内渗流量随水头高度,注浆圈、初期支护、衬砌渗透系数和厚度改变的变化规律;基于流固耦合理论运用ABAQUS有限元软件建立1#隧洞破碎带洞段渗流场数值模型,分析水头高度,注浆圈、初期支护、衬砌渗透性和厚度改变对衬砌和管片外水压力大小的影响,得到渗流量和外水压力之间的关系曲线;选定五个特殊断面建立数值模型分析围岩及隧洞结构的应力场,分析围岩及隧洞各部分应力变形是否满足设计要求;基于豆砾石三轴试验模拟,分析回填豆砾石灌浆层厚度变化的减载效果和规律。主要研究结论如下:（1）对隧洞渗流量研究结果表明随着水头高度的不断增大,隧洞内的渗流量逐渐增大,呈线性关系;采用注浆的方法加固围岩可以有效地降低隧洞内的渗流量,并且在注浆圈厚度增加过程中,渗流量趋于稳定;减小初期支护和衬砌的渗透系数或者增加初期支护和衬砌的厚度对降低隧洞内渗流量有着明显的帮助。（2）采用ABAQUS软件建立隧洞三维模型对隧洞外水压力分析可以得到:衬砌和管片内渗流量增大,外水压力相应的减小。注浆圈渗透系数小于1×10-10m/s时,外水压力由注浆圈完全承受,衬砌和管片外水压力接近于零;注浆圈厚度大于7m时,衬砌和管片外水压力变化不明显;综合分析得到注浆圈厚度5m,渗透系数1×10-9m/s时隧洞渗流量满足标准,衬砌、管片受力符合要求。（3）选取五个特殊断面进行围岩和隧洞结构应力变形分析,结果表明围岩的变形由于埋深的差异,最终结果相差较大,当隧洞埋深为300m时,围岩最大位移为4.5cm;当隧洞埋深为1080m时,围岩最大位移增加到了13.9cm;衬砌应力最大位置在底部正中,由于断面形状的影响,衬砌、初期支护拱脚位置应力较大,在施工中应该引起足够的重视,防止危险的发生;管片受力区域主要集中在拱顶和拱底,最大应力随着隧洞埋深的增加,呈现不断增大趋势,由于地应力的重新调整,在隧洞埋深大于500米时,管片应力增加幅度较小,基本处于稳定状态。（4）对回填豆砾石灌浆的减载效果分析得到豆砾石的抗变形能力和自身孔隙率成反比,在未被压实前,可以有效的抵消围岩和衬砌的变形,保护管片不受破坏。回填层在15～25cm时,减载效果最好。
冯春晖[6]（2020）在《隧道渗流场分布规律研究及应用》文中研究表明地下水活动对隧道围岩及支护结构的稳定性具有显着影响,因此如何准确、快速、高效地确定隧道渗流场分布规律一直是学术界研究的热点问题。本文综合运用理论解析和数值模拟方法,系统研究了隧道渗流场分布规律,主要开展的研究工作如下:（1）分别构建围岩和隧道衬砌区域的渗流场模型,根据隧道衬砌与围岩边界处渗水量相等的连续性条件,采用复变函数法、镜像法、轴对称法,分别推导出了含衬砌隧道渗流场的解析解,并与数值模拟结果进行了对比分析,讨论了数值模拟模型边界、衬砌围岩相对渗透系数和地下水水位高度等因素对渗流场分布的影响规律。（2）在上一章的基础上,继续采用复变函数法、镜像法和轴对称法,分别推导出了考虑注浆圈含衬砌隧道渗流场的解析解,并再次与数值模拟结果进行了对比分析,讨论了注浆圈厚度、渗透系数对渗流场分布的影响规律。（3）针对交通隧道工程中经常采用的横断面形式,采用数值模拟方法讨论了圆形、矩形、直墙曲拱形、多心圆形隧道水压力的分布规律,对比了涌水量地差异,探讨了注浆圈的影响规律,从而指出了各种断面水压力设计的注意事项。（4）依托京张高铁八达岭长城站工程,对特殊的超大跨度断面进行了长期的水压力现场监测,总结了渗流场的分布规律。并且通过理论求解和数值模拟方法对相同断面的隧道渗流场进行了解析,再次验证了解析解对于特殊断面形状隧道的适用性,为相类似的工程提供了一定的参考意义。
陈明庆[7]（2020）在《五峰山隧道富水段支护结构变形及外水压力分布规律研究》文中研究指明随着我国山区交通事业的发展,隧道在交通建设中必不可少。然而多数隧道的建设都不可避免遇到地下水问题,地下水的存在无论是对于隧道施工安全或是运营安全都有着不可忽略的影响。本文以湖北省恩施市五峰山隧道工程为依托,利用数值模拟方法,重点讨论了隧道施工期间初期支护结构的变形和水压分布规律,以及隧道运营过程中,排水系统失效情况下衬砌外水压力的分布及变化规律,为隧道安全施工以及隧道运营维护提供相关参考。主要研究内容及成果如下:（1）阐述了国内外对隧道支护结构计算理论研究现状、隧道外水压力的研究以及计算方法,讨论了地下水对隧道的影响。（2）基于流固耦合理论,利用Flac3D有限差分软件,依照五峰山隧道工程概况建立三维数值模型,验证了隧道工程考虑流固耦合作用的必要性。研究结果表明,考虑流固耦合状态下的初支各位置变形量均比不考虑流固耦合时明显增大,忽略流固耦合作用更加容易带来施工安全风险。（3）研究了五峰山隧道在不同水头高度、不同注浆圈厚度、不同注浆圈渗透系数以及不同围岩等级下,初支变形以及外水压力分布情况,得到初支变形规律曲线以及外水压分布变化规律曲线,确定初支抵抗围岩变形及外水压力最薄弱位置。结果表明:注浆圈厚度增大、注浆圈渗透系数减小能够抑制初支变形以及初支外水压力的增加,而水头高度增加、围岩等级降低起到的作用相反;其中初支结构变形主要位于拱顶和拱底,而外水压力最大位置位于拱脚;五峰山隧道采用厚度为5m的注浆圈,注浆圈渗透系数取围岩渗透系数的1/50时,对于控制初支变形以及外水压力的综合效果最佳。（4）基于五峰山隧道排水系统完全失效情况下,分别从水头高度、注浆圈渗透系数以及围岩等级三个角度对隧道衬砌外水压力分布规律进行探究,得到不同工况下衬砌外水压力变化规律曲线。结果表明:水头高度的增加以及围岩等级的降低能够明显增大衬砌外水压力,而降低注浆圈渗透系数能够很好的减小衬砌外水压力,降低外水压力对衬砌带来的负面影响。
王永吉[8]（2020）在《赵家岩隧道衬砌水压力与衬砌注浆圈参数研究》文中指出随着“一带一路”政策的实施,国家基础设施建设规模、数量增速迅猛,隧道工程数量也急骤增加,在国民经济发展中发挥着不可替代的作用。调查发现,在隧道实际运营过程中,隧道衬砌结构常常会发生不同程度的损坏,发生破坏的原因有很多,比如,地质条件改变、外界荷载改变、温度变化等,另外地下水渗流场对衬砌产生的衬砌水压力也是不可忽视的一个原因。处理好隧道与地下水的关系,研究地下水对隧道衬砌水压力的影响规律变得尤为重要,对保证隧道安全运营具有重要意义。地下水存在于地下岩体中,当进行隧道施工时,视水量大小及对工程的影响,对地下水的处理方法不同,可将其归结为全排、全堵和以堵为主—限量排放三种模式,采用不同的处理模式,将影响地下渗流场的分布规律,从而影响到衬砌水压力,因此可分三种模式情况进行研究。赵家岩隧道为富水山岭隧道,地下水赋存丰富,围岩较破碎,在实际施工中隧道防排水主要采用“全排”的模式,长期排水容易使得排水系统堵塞,很有必要对其他排水模式下隧道衬砌水压力作用做进一步研究,本文以赵家岩隧道为依托,通过对实际工程调查获得基本资料,采用解析和数值模拟相结合的方法,分别从“全排”即隧道衬砌完全透水、“全堵”即隧道衬砌完全不透水并采用注浆堵水、“以堵为主—限量排放”即隧道衬砌不完全透水并采用注浆堵水,三种防排水模式入手,揭示不同防排水模式下渗流场的分布规律及衬砌所受水压力作用的规律;并对隧道衬砌注浆圈合理参数进行研究。通过本文的研究,得到如下结论:（1）在天然渗流场下,渗流水压力等值线并非水平分布,而是沿着地表的倾斜方向,形成了一定的水力坡降。地层中各处的水压力值与静水压力值相似。（2）在“全排”模式下,隧道围岩内渗流场呈现一个近似凹形的的降水漏斗,在衬砌外圈衬砌水压力几乎全部消散,隧道埋深较浅一侧的上部分地下水最容易消散,在埋深较深一侧的拱脚部分衬砌水压力值最大。（3）在“全堵”模式下,衬砌水压力值不受注浆圈渗透系数与注浆圈厚度的影响。（4）在“以堵为主,限量排放”排水模式下,降低注浆圈和衬砌渗透系数值对衬砌水压力影响较显着,注浆圈厚度对衬砌水压力影响较小,注浆圈渗透系数从2.68×10-5 cm/s降低到2.68×10-6 cm/s时,或衬砌渗透系数从3.06e-6 cm/s增大到3.06e-5 cm/s时,衬砌各部位水压力系数值变化最为显着,继续降低注浆圈渗透系数值或增大衬砌渗透系数值只会增大成本,对衬砌水压力效果不明显。（5）隧道渗水量与注浆圈参数的关系如下:隧道渗水量随着注浆圈厚度增大而减小;当隧道注浆圈厚度一定时,隧道渗水量随着注浆圈渗透系数值减小而减小;当ng≥459,注浆圈厚度≥4m时,增大注浆圈厚度与减小注浆圈渗透系数对隧道渗水量影响效果不明显。（6）通过理论计算与数值模拟综合比对分析得出赵家岩隧道如果采用“以堵为主,限量排放”的模式,注浆圈渗透系数取2.68×10-6 cm/s,注浆圈厚度取2m,衬砌渗透系数为3.06×10-5cm/s,衬砌厚度为0.6m时,施工最经济安全,衬砌水压力控制效果最佳。
李日华[9]（2019）在《富水隧道衬砌经年劣化曲线研究》文中研究表明在如今越来越重视环保的情况下,以往隧道施工中“以排为主、排堵结合”的治水方案,正日益被“以堵为主、堵排结合”的原则所替代,这意味着富水区隧道在运营期间可能会面临着地下水的作用,地下水会对衬砌外表面产生压力,并会加速围岩和衬砌材料的劣化,从而影响结构的安全性。在总结隧道衬砌劣化主要影响因素的基础上,采用数值分析的方法,建立数值模型,分析了单一劣化因素下（即仅有地下水位变化、仅有围岩劣化和仅有衬砌材料劣化）,以及组合劣化因素下（即地下水位变化的情况下,围岩劣化、衬砌材料劣化以及围岩和衬砌材料同时劣化）,围岩的稳定性、二次衬砌受力、结构安全性以及裂缝宽度的经年变化规律,主要得到以下研究成果:（1）地下水位的变化对隧道衬砌受力特征以及围岩的稳定性影响最为显着,地下水位的上升,使隧道出现了明显的拱顶下沉和仰拱上浮现象,当水位没过拱顶后,衬砌结构的轴力和弯矩值显着增大,直接导致了结构安全系数的降低和裂缝宽度的增加。（2）劣化后的围岩在地下水的作用下极易发生破坏,直接表现为塑性破坏区域的显着扩大。（3）衬砌材料的劣化并不会对围岩稳定性以及衬砌受力特征产生明显影响,说明采用降低弹性模量的方法来模拟衬砌材料劣化会使得结构整体的变形能力增强,也使得结构的最小安全系数无明显变化。（4）无论因何劣化,两侧墙脚位置以及仰拱部位均是隧道断面中的最不利位置,是出现裂缝和渗漏水的高发区域,在隧道施工及运营养护中应引起重视。
方霖[10]（2019）在《高水头双护盾TBM隧道泄水式管片设计方法研究》文中提出目前,随着我国隧道建设的迅猛发展,双护盾TBM工法因其环保、高效、安全的特点而受到了越来越多的运用。随着该工法的广泛采用,所遇到的挑战也越来越多,其中高水压的问题便是双护盾TBM法中经常面临的典型难题,由此引发管片突水、管片涌水、管片开裂、管片接缝漏水、管片承受高水压安全性不足等病害屡见不鲜。众所周知,隧道修建过程中如遇高水压,通常做法是加强衬砌支护强度或是采用相应的防排水措施进行应对,但由于双护盾TBM自身工法以及管片支护的自身特点,使得传统的防排水措施无法适用,且相关方面国内外研究尚缺,造成现有管片防排水型式单一、管片设计浪费等问题。鉴于高水压对双护盾TBM隧道结构所造成的危害及目前存在的问题,本论文采用资料调研、数值模拟、现场调查和室内试验等多种研究手段,对双护盾TBM隧道泄水型管片设计方法展开研究,主要取得了一下成果:1.采用资料调研的方法,明确了影响管片水头高度适应性的四个影响因素:管片厚度、管片配筋率、混凝土强度等级以及管片接头张开量。针对不同影响因素,采用数值模拟的方法对不同设计参数下的管片的水头承载能力以及不同水头高度下的接头最大张开量分别进行计算。2.通过室内模型试验和数值模拟方法,探明了双护盾TBM隧道不同防排水型式下隧道周边渗流场分布及演变规律,提出了围岩渗透影响范围的概念,并拟合了围岩渗透影响范围计算公式;基于此,深入分析隧道不同防排水型式下管片背后水压力与围岩渗透影响范围、管片排水率之间的相互关系,得到了双护盾TBM隧道管片不同防排水条件下设计水压力计算方法。3.通过数值模拟方法,结合双护盾TBM工法及管片支护的特点,提出了适用于双护盾TBM隧道管片防排水方案,建立三维流固耦合模型,对仰拱中心排水、仰拱两侧对称排水、环向排水、深孔排水等工况进行计算,综合对比了不同排水方案的优劣。针对深孔排水方案,给出围岩开孔深度建议值,最后提出了不同泄水方案下管片排水率建议取值。以上成果可为双护盾TBM隧道泄水型管片的设计以及管片设计水荷载计算提供借鉴。
二、隧道衬砌外水压力计算方法研究现状与进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、隧道衬砌外水压力计算方法研究现状与进展（论文提纲范文）
（1）富水环境下水工隧洞渗流计算及结构外水压力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 附件 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.1.1 问题的提出 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧洞渗流场研究 |
| 1.2.2 隧洞涌水量预测研究 |
| 1.2.3 渗流作用下隧洞衬砌外水压力研究 |
| 1.2.4 隧洞防渗排水措施研究 |
| 1.3 目前研究存在的不足 |
| 1.4 本文的研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究技术路线 |
| 第二章 基于保角映射的水工隧洞渗流解析计算研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于复变函数理论的渗流计算方法 |
| 2.2.1 隧洞渗流解析数学模型 |
| 2.2.2 复变函数理论在平面稳态渗流中的应用 |
| 2.3 圆形隧洞渗流解析解 |
| 2.3.1 圆形隧洞围岩水头分布解析解 |
| 2.3.2 圆形隧洞渗流量预测公式推导 |
| 2.3.3 隧洞渗流量的影响因素分析 |
| 2.4 矩形隧洞渗流解析解 |
| 2.4.1 复平面内单位圆隧洞轴对称特征验证 |
| 2.4.2 矩形隧洞渗流解析解 |
| 2.5 直墙圆拱隧洞渗流解析解 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 富水环境下水工隧洞渗流的三维数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水工隧洞渗流有限差分数值模拟基本理论 |
| 3.3 圆形隧洞围岩渗流场数值模拟分析 |
| 3.3.1 圆形隧洞模型及参数 |
| 3.3.2 模拟结果与分析 |
| 3.4 矩形隧洞渗流场数值模拟分析 |
| 3.4.1 矩形隧洞模型及参数 |
| 3.4.2 模拟结果与分析 |
| 3.5 直墙圆拱隧洞渗流场分析 |
| 3.5.1 隧洞模型及参数 |
| 3.5.2 模拟结果与分析 |
| 3.6 隧洞渗流解析解与数值模拟解的对比分析 |
| 3.7 不同水头下直墙圆拱隧洞围岩及衬砌渗流分析 |
| 3.7.1 隧洞数值分析模型 |
| 3.7.2 计算条件 |
| 3.7.3 计算工况 |
| 3.7.4 施工期工况围岩及支护结构渗流分析 |
| 3.7.5 运行期工况围岩及支护结构渗流分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 预灌浆防渗作用下隧洞涌水特征分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预灌浆技术的提出 |
| 4.3 预灌浆防渗作用下圆形隧洞涌水量推导 |
| 4.3.1 灌浆前探测孔及隧洞毛洞涌水量 |
| 4.3.2 灌浆防渗后校准孔及灌浆隧洞涌水量 |
| 4.4 圆形隧洞涌水特征分析 |
| 4.4.1 探测孔涌水量与隧洞毛洞涌水量之间的关系 |
| 4.4.2 灌浆隧洞涌水量和隧洞涌水量之间的关系 |
| 4.5 软岩隧洞预灌浆加固范围研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 富水环境下隧洞衬砌结构外水压力分布研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 国内外外水压力计算模式 |
| 5.3 圆形隧洞衬砌外水压力解析解 |
| 5.3.1 基本模型及假定 |
| 5.3.2 解析计算 |
| 5.3.3 衬砌外水压力影响因素分析 |
| 5.4 马蹄形隧洞衬砌外水压力分布规律数值模拟分析 |
| 5.4.1 基本模型及参数 |
| 5.4.2 计算工况 |
| 5.4.3 数值计算结果分析 |
| 5.4.4 不同工况下衬砌外水压力折减系数分析 |
| 5.5 排水失效下马蹄形隧洞衬砌外水压力分布规律数值模拟 |
| 5.5.1 隧洞排水系统堵塞机理 |
| 5.5.2 隧洞排水系统堵塞、失效后衬砌外水压力分布 |
| 5.5.3 不同工况下衬砌外水压力折减系数分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 某引水隧洞工程衬砌外水压力分布研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 某引水隧洞工程概况 |
| 6.3 直墙圆拱隧洞衬砌外水压力监测结果分析 |
| 6.3.1 监测点布置 |
| 6.3.2 衬砌外水压力分析 |
| 6.4 直墙圆拱隧洞衬砌外水压力分布数值分析 |
| 6.4.1 计算模型及参数 |
| 6.4.2 计算工况 |
| 6.4.3 隧洞衬砌结构外水压力分布情况分析 |
| 6.4.4 不同工况下衬砌外水压力折减系数分析 |
| 6.5 高外水压力下的“降压减排”措施分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 一、攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 二、攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（2）富水岩溶隧道渗流特征及岩溶防治技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 隧道渗流场研究现状 |
| 1.2.2 隧道衬砌外水压力研究现状 |
| 1.2.3 隧道衬砌水压计算方法研究现状 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 工程概况与渗流基本理论 |
| 2.1 隧道概况 |
| 2.2 工程概况 |
| 2.2.1 地形地貌 |
| 2.2.2 地层岩性 |
| 2.2.3 地质构造 |
| 2.2.4 水文特征 |
| 2.2.5 不良地质 |
| 2.3 渗流基本理论 |
| 2.3.1 渗流基本定律 |
| 2.3.2 连续性方程 |
| 2.3.3 渗流基本微分方程 |
| 2.3.4 渗流问题定解条件 |
| 2.3.5 渗流势函数和流函数 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 富水岩溶隧道渗流特征研究 |
| 3.1 岩溶管道不同类型填充物不同水位下渗流特征 |
| 3.1.1 数值计算方案 |
| 3.1.2 开挖后渗流场变化基本特征 |
| 3.1.3 不同岩溶洞填充物不同水位下渗流特征 |
| 3.2 不同水压充水溶洞条件下的渗流特征 |
| 3.2.1 计算参数和模型 |
| 3.2.2 计算工况 |
| 3.2.3 计算结果 |
| 3.3 不同大小充水溶洞条件下的渗流特征 |
| 3.3.1 计算参数和模型 |
| 3.3.2 计算工况 |
| 3.3.3 计算结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 注浆圈参数对富水岩溶隧道结构的影响研究 |
| 4.1 Mohr-Colomub破坏准则 |
| 4.2 注浆加固圈厚度对富水岩溶隧道的影响 |
| 4.2.1 计算工况 |
| 4.2.2 计算结果 |
| 4.3 注浆加固圈渗透系数对富水岩溶隧道的影响 |
| 4.3.1 计算工况 |
| 4.3.2 计算结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 隧道富水岩溶防治技术研究 |
| 5.1 隧道突水突泥防治原则研究 |
| 5.2 隧道溶腔岩溶水处治原则研究 |
| 5.3 隧道岩溶处治技术研究 |
| 5.3.1 隧道岩溶探测技术 |
| 5.3.2 隧道岩溶处理技术 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（3）高压富水隧道注浆圈对复合式衬砌荷载和内力的影响分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道防排水研究 |
| 1.2.2 隧道注浆技术研究 |
| 1.2.3 高压富水隧道衬砌受力研究 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 1.5 主要创新点 |
| 2 高压富水复合式衬砌隧道水荷载和内力的解析解 |
| 2.1 渗流基础理论 |
| 2.1.1 渗流方程 |
| 2.1.2 介质模型 |
| 2.2 堵水限排复合式衬砌隧道水荷载计算解析解推导 |
| 2.2.1 基本假定与模型 |
| 2.2.2 公式推导 |
| 2.3 考虑渗流的复合式衬砌隧道应力和位移解析解推导 |
| 2.3.1 基本假定与计算模型 |
| 2.3.2 公式推导 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 渗流-应力耦合数值模型验证分析 |
| 3.1 已建圆梁山隧道渗流模型验证分析 |
| 3.1.1 工程概况及模型试验 |
| 3.1.2 计算参数和模型 |
| 3.1.3 理论解、渗流试验及数值解验证分析 |
| 3.2 新建正盘台隧道渗流-应力耦合模型适用性分析 |
| 3.2.1 工程概况 |
| 3.2.2 计算参数和模型 |
| 3.2.3 解析解和数值解的对比分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 不同防排水条件下注浆对衬砌受力影响的数值分析 |
| 4.1 数值分析方法 |
| 4.1.1 数值分析原理 |
| 4.1.2 建立数值模型 |
| 4.2 不同排水条件下衬砌外水压及内力分析 |
| 4.2.1 全封堵 |
| 4.2.2 堵水限排 |
| 4.2.3 全排水 |
| 4.2.4 注浆效果讨论 |
| 4.3 堵水限排条件下注浆区域对衬砌外水压及内力影响分析 |
| 4.3.1 拱墙周边注浆 |
| 4.3.2 全周边注浆 |
| 4.3.3 注浆区域讨论 |
| 4.4 堵水限排条件下全周边注浆对衬砌外水压及内力的影响分析 |
| 4.4.1 影响因素选取 |
| 4.4.2 水头高度 |
| 4.4.3 注浆圈渗透系数 |
| 4.4.4 注浆圈厚度 |
| 4.4.5 注浆圈弹性模量 |
| 4.4.6 注浆圈内摩擦角 |
| 4.4.7 注浆圈粘聚力 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 正盘台隧道合理注浆参数选取与断面优化 |
| 5.1 限排条件下的注浆参数选取 |
| 5.1.1 限排水量选取 |
| 5.1.2 注浆参数选取 |
| 5.2 断面优化的可行性分析 |
| 5.2.1 注浆圈形状优化分析 |
| 5.2.2 衬砌形状优化分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）富水隧道施工期地下水运移特征模拟及水环境效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 隧道涌(突)水背景 |
| 1.1.2 富水隧道安全及生态环境影响 |
| 1.1.3 本文研究的重要意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究的主要内容及方法 |
| 1.3.2 研究关键技术路线 |
| 1.4 研究区概况 |
| 1.4.1 工程概况 |
| 1.4.2 自然地理概况 |
| 1.4.3 工程地质条件 |
| 1.4.4 水文地质条件 |
| 1.4.5 水化学特征 |
| 2 渗流规律及涌水量计算 |
| 2.1 地下水赋存形式 |
| 2.2 地下水渗流规律 |
| 2.2.1 达西定律 |
| 2.2.2 渗流的连续性方程 |
| 2.2.3 承压水运动的基本微分方程 |
| 2.3 隧道涌水量计算 |
| 2.3.1 隧道涌水量的计算方法 |
| 2.3.2 施作注浆圈和衬砌的隧道涌水量计算公式推导 |
| 2.3.3 仅施作衬砌的隧道涌水量公式推导 |
| 2.3.4 未施作注浆圈和衬砌的隧道涌水量公式推导 |
| 2.3.5 涌水量实例计算及验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 富水隧道不同排放模式下的渗流场特征模拟 |
| 3.1 渗流场模拟的方法 |
| 3.2 三维渗流场模型的构建 |
| 3.2.1 模型构建的步骤 |
| 3.2.2 木寨岭隧道地质概况及水文地质条件 |
| 3.2.3 建立隧址区水文地质概念模型 |
| 3.2.4 三维渗流场模型创建 |
| 3.2.5 无隧道天然状态下渗流场模拟 |
| 3.3 模拟结果分析 |
| 3.3.1 排水模式下渗流场模拟预测 |
| 3.3.2 封堵模式下的渗流场模拟预测 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 地下水渗流场作用下的隧道衬砌水压力分析 |
| 4.1 Flac3D数值模拟方法 |
| 4.1.1 软件概述 |
| 4.1.2 数值计算原理 |
| 4.2 木寨岭隧道分析计算模型构建 |
| 4.2.1 建立分析计算模型 |
| 4.2.2 参数设定及选取 |
| 4.2.3 模拟方案设计 |
| 4.3 模拟结果分析 |
| 4.3.1 开挖前自然流场下的水压力数值模拟分析 |
| 4.3.2 无衬砌注浆的隧道围岩流场水压力模拟计算分析 |
| 4.3.3 完整隧道流场水压力影响因素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 隧道典型施工污染物的地下水迁移特征模拟 |
| 5.1 构建隧道地下水运动数值模型 |
| 5.1.1 木寨岭隧道水文地质概念模型构建 |
| 5.1.2 地下水流数学模型离散及参数确定 |
| 5.2 建立地下水污染物迁移模型 |
| 5.3 石油类污染物模拟结果分析 |
| 5.3.1 施工期7 年内石油类污染物迁移特征分析 |
| 5.3.2 运营期23 年内石油类污染物迁移特征分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 隧道工程施工期地下水环境负效应评价 |
| 6.1 环境效应 |
| 6.1.1 环境效应的定义及分类 |
| 6.1.2 隧道工程地下水环境负效应 |
| 6.2 指标体系的构建 |
| 6.2.1 指标体系分类 |
| 6.2.2 指标体系构建方法 |
| 6.2.3 隧道地下水环境负效应指标体系的构建 |
| 6.2.4 评价结果等级划分 |
| 6.2.5 指标权重确定 |
| 6.3 木寨岭隧道施工期地下水环境负效应评价 |
| 6.3.1 评价方法 |
| 6.3.2 模糊综合评价模型构建 |
| 6.3.3 指标量化及预处理 |
| 6.3.4 负效应评价及结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（5）高外水压力隧洞渗流分析与复合衬砌受力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 防排水理念的研究现状 |
| 1.2.2 地下水渗流研究现状 |
| 1.2.3 隧洞衬砌外水压力研究现状 |
| 1.2.4 岩体蠕变研究现状 |
| 1.3 流固耦合基本理论 |
| 1.3.1 流固耦合相互作用原理 |
| 1.3.2 ABAQUS流固耦合概述 |
| 1.3.3 软岩隧洞流固耦合的研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 隧洞外水压力分析方法与地下水渗流模型研究 |
| 2.1 隧洞外水压力分析方法研究 |
| 2.1.1 折减系数法 |
| 2.1.2 理论解析法 |
| 2.1.3 渗流场分析法 |
| 2.1.4 水文地球化学法 |
| 2.1.5 温度比拟法 |
| 2.2 地下水渗流模型研究 |
| 2.2.1 等效连续介质模型 |
| 2.2.2 裂隙-孔隙双重介质模型 |
| 2.2.3 随机离散裂隙网络模型 |
| 2.2.4 等效-离散耦合模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 高外水压力隧洞渗流分析 |
| 3.1 渗流基本理论 |
| 3.1.1 达西定律 |
| 3.1.2 连续性方程 |
| 3.2 均质围岩隧洞简化模型的公式推导 |
| 3.2.1 基本假定 |
| 3.2.2 隧洞渗流量推导 |
| 3.3 隧洞渗流量影响分析 |
| 3.3.1 水头高度对渗流量的影响分析 |
| 3.3.2 围岩渗透性对渗流量的影响分析 |
| 3.3.3 注浆圈渗透性与厚度对渗流量的影响分析 |
| 3.3.4 初期支护渗透性与厚度对渗流量的影响分析 |
| 3.3.5 衬砌渗透性与厚度对渗流量的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 深埋隧洞外水压力影响因素分析 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.1.1 概述 |
| 4.1.2 水文地质条件 |
| 4.2 数值模型的建立 |
| 4.2.1 模型的基本参数 |
| 4.2.2 建模过程及网格划分 |
| 4.3 外水压力计算结果分析 |
| 4.3.1 水头高度对衬砌外水压力影响分析 |
| 4.3.2 注浆圈渗透性和厚度对外水压力影响分析 |
| 4.3.3 初期支护渗透性和厚度对外水压力影响分析 |
| 4.3.4 衬砌渗透性和厚度对外水压力影响分析 |
| 4.4 隧洞渗流量与外水压力关系分析 |
| 4.4.1 衬砌内渗流量与外水压力关系分析 |
| 4.4.2 管片内渗流量与外水压力关系分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 深埋隧洞围岩稳定、复合衬砌受力分析 |
| 5.1 深埋隧洞主要工程地质问题研究 |
| 5.1.1 软岩变形问题 |
| 5.1.2 岩爆问题 |
| 5.1.3 突涌水问题 |
| 5.1.4 塌方问题 |
| 5.2 计算断面及参数 |
| 5.3 围岩稳定及衬砌结构应力变形计算结果分析 |
| 5.3.1 围岩变形分布云图 |
| 5.3.2 初期支护应力分布云图 |
| 5.3.3 衬砌应力、变形分布云图 |
| 5.3.4 管片应力分布云图 |
| 5.4 回填豆砾石灌浆减载作用分析 |
| 5.4.1 豆砾石压缩变形性能 |
| 5.4.2 豆砾石灌浆厚度对管片应力、变形的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（6）隧道渗流场分布规律研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地下水渗流理论研究 |
| 1.2.2 地下水渗流的发展历程 |
| 1.2.3 隧道水压力的研究方法 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 含衬砌隧道渗流场分布规律解析 |
| 2.1 复变函数法求解渗流场解析解 |
| 2.1.1 围岩渗流场 |
| 2.1.2 衬砌渗流场 |
| 2.1.3 界面水头的确定 |
| 2.2 镜像法求解渗流场解析解 |
| 2.2.1 围岩渗流场 |
| 2.2.2 衬砌渗流场 |
| 2.2.3 界面水头的确定 |
| 2.3 轴对称法求解渗流场解析解 |
| 2.3.1 围岩渗流场 |
| 2.3.2 衬砌渗流场 |
| 2.3.3 界面水头的确定 |
| 2.4 数值模拟解与三种解析解的对比 |
| 2.4.1 数值模拟模型 |
| 2.4.2 孔压的分布对比 |
| 2.4.3 涌水量的对比 |
| 2.4.4 渗流场影响因素的分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 考虑注浆圈隧道含衬砌渗流场分布规律解析 |
| 3.1 复变函数法求解渗流场解析解 |
| 3.1.1 围岩渗流场 |
| 3.1.2 注浆圈渗流场 |
| 3.1.3 衬砌渗流场 |
| 3.1.4 界面水头的确定 |
| 3.2 镜像法求解渗流场解析解 |
| 3.2.1 围岩渗流场 |
| 3.2.2 注浆圈渗流场 |
| 3.2.3 衬砌渗流场 |
| 3.2.4 界面水头的确定 |
| 3.3 轴对称法求解渗流场解析解 |
| 3.3.1 围岩渗流场 |
| 3.3.2 注浆圈渗流场 |
| 3.3.3 衬砌渗流场 |
| 3.3.4 界面水头的确定 |
| 3.4 数值模拟解与三种解析解的对比 |
| 3.4.1 数值模拟模型 |
| 3.4.2 围岩中的孔压分布 |
| 3.4.3 衬砌外水压力分布 |
| 3.4.4 涌水量的对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 隧道断面形状对渗流场分布的影响研究 |
| 4.1 常见隧道断面类型 |
| 4.2 数值模拟 |
| 4.3 不同断面数值模拟结果的对比分析 |
| 4.4 注浆圈的影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 工程应用 |
| 5.1 八达岭长城站工程概况 |
| 5.1.1 工程简介 |
| 5.1.2 工程地质 |
| 5.1.3 水文地质特征 |
| 5.2 水压力现场监测 |
| 5.2.1 监测断面选择 |
| 5.2.2 监测仪器选择 |
| 5.2.3 现场安装 |
| 5.2.4 监测结果及分析 |
| 5.3 数值模拟与解析解对比 |
| 5.3.1 计算断面的选取 |
| 5.3.2 数值模型 |
| 5.3.3 解析解对照 |
| 5.4 地下水位变化对水压力的影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（7）五峰山隧道富水段支护结构变形及外水压力分布规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道支护结构研究现状 |
| 1.2.2 衬砌外水压力研究现状 |
| 1.2.3 外水压力的计算方法研究现状 |
| 1.2.4 流固耦合作用对隧道的影响研究现状 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 第二章 渗流理论及水压影响因素 |
| 2.1 达西定律 |
| 2.2 渗透系数 |
| 2.3 连续方程理论 |
| 2.4 基本微分方程 |
| 2.5 渗流势函数和流函数 |
| 2.6 基本微分方程的定解条件 |
| 2.7 影响隧道衬砌水压力的因素 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 五峰山隧道工程概况及数值模型的建立 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.1.1 气象水文 |
| 3.1.2 地形地貌 |
| 3.1.3 地质构造 |
| 3.1.4 地层岩性 |
| 3.1.5 水文地质条件 |
| 3.1.6 隧道严重渗水区段介绍 |
| 3.2 Flac3D软件及其理论 |
| 3.3 本构模型的选取 |
| 3.4 主要参数的选取以及参数的简化 |
| 3.5 边界条件 |
| 3.6 模型的建立 |
| 3.7 隧道工程中考虑地下水作用的必要性验证 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 五峰山隧道初支变形及外水压力分布规律研究 |
| 4.1 水头高度对初支的影响 |
| 4.1.1 水头高度对初支竖向变形的影响分析 |
| 4.1.2 水头高度对初支水平向变形的影响分析 |
| 4.1.3 水头高度对初支外水压力的影响分析 |
| 4.2 注浆圈厚度对初支的影响 |
| 4.2.1 注浆圈厚度对初支竖向变形的影响分析 |
| 4.2.2 注浆圈厚度对初支水平向变形的影响分析 |
| 4.2.3 注浆圈厚度对初支外水压力的影响分析 |
| 4.3 注浆圈渗透系数对初支的影响 |
| 4.3.1 注浆圈渗透系数对初支竖向变形的影响分析 |
| 4.3.2 注浆圈渗透系数对初支水平向变形的影响分析 |
| 4.3.3 注浆圈渗透系数对初支外水压力的影响分析 |
| 4.4 围岩等级对初支的影响 |
| 4.4.1 围岩等级对初支竖向变形的影响分析 |
| 4.4.2 围岩等级对初支水平向变形的影响分析 |
| 4.4.3 围岩等级对初支外水压力的影响分析 |
| 4.5 现场监测数据与数值模拟结果的对比分析 |
| 4.5.1 监测断面介绍 |
| 4.5.2 监控量测频率 |
| 4.5.3 监控量测结果 |
| 4.5.4 监测数据与数值模拟结果的对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 五峰山隧道二衬外水压力分布规律研究 |
| 5.1 水头高度对二衬外水压力的影响分析 |
| 5.2 注浆圈渗透系数对二衬外水压力的影响分析 |
| 5.3 围岩等级对二衬外水压力的影响分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的论文和取得的成果 |
（8）赵家岩隧道衬砌水压力与衬砌注浆圈参数研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 渗流场研究现状 |
| 1.2.2 山岭隧道防排水模式研究现状 |
| 1.2.3 衬砌水压力研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 工程概况与渗流基本理论 |
| 2.1 赵家岩隧道工程地质条件 |
| 2.1.1 地形地貌 |
| 2.1.2 区域地质构造 |
| 2.1.3 地层岩性 |
| 2.1.4 水文地质特征 |
| 2.2 渗流基本概念 |
| 2.2.1 渗流介质模型 |
| 2.2.2 渗流基本定律 |
| 2.3 渗流连续方程 |
| 2.4 渗流基本微分方程 |
| 2.4.1 承压含水层稳定渗流基本微分方程 |
| 2.4.2 潜水含水层稳定渗流基本微分方程 |
| 2.5 渗流问题定解条件 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 渗流场对隧道衬砌水压力的影响解析研究 |
| 3.1 隧道衬砌水压力理论基础 |
| 3.2 隧道衬砌水压力解析解 |
| 3.3 赵家岩隧道衬砌水压力计算 |
| 3.3.1 “全排”模式下解析计算 |
| 3.3.2 “全堵”模式下解析计算 |
| 3.3.3 “排堵结合”模式下解析计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 渗流场对隧道衬砌水压力的影响数值研究 |
| 4.1 FLAC3D渗流分析 |
| 4.2 数值模型概况 |
| 4.2.1 数值计算模型 |
| 4.2.2 模型相关参数 |
| 4.3 “全排”与“全堵”数值模拟方案 |
| 4.4 “全排”、“全堵”数值模拟结果分析 |
| 4.4.1 天然渗流场分布下隧道衬砌水压力 |
| 4.4.2 “全排”模式下渗流场分布下隧道衬砌水压力 |
| 4.4.3 “全堵”模式渗流场分布下隧道衬砌水压力 |
| 4.5 “以堵为主,限量排放”数值模拟方案 |
| 4.6 “以堵为主,限量排放”数值模拟结果分析 |
| 4.6.1 注浆圈渗透系数的影响 |
| 4.6.2 注浆圈厚度的影响 |
| 4.6.3 衬砌渗透系数对衬砌水压力的影响 |
| 4.7 数值模拟与解析解对比分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 赵家岩隧道衬砌注浆圈参数研究 |
| 5.1 注浆圈参数确定 |
| 5.2 衬砌参数的确定 |
| 5.2.1 衬砌渗透系数确定 |
| 5.2.2 衬砌厚度的确定 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间科研成果及参与科研项目 |
| 致谢 |
（9）富水隧道衬砌经年劣化曲线研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线图 |
| 第二章 富水隧道经年劣化影响因素分析 |
| 2.1 隧道围岩的劣化 |
| 2.1.1 围岩劣化的本构模型 |
| 2.1.2 劣化围岩材料的力学模型和屈服准则 |
| 2.2 钢筋混凝土材料的劣化 |
| 2.2.1 钢筋的锈蚀 |
| 2.2.2 混凝土材料的劣化 |
| 2.2.3 钢筋锈蚀引起的钢筋混凝土复合材料的劣化 |
| 2.3 地下水对劣化的影响 |
| 2.3.1 地下水存在时的衬砌外水压力求解 |
| 2.3.2 地下水对围岩劣化的影响 |
| 2.3.3 地下水对钢筋混凝土材料劣化的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 隧道衬砌结构劣化数值分析 |
| 3.1 数值模型的建立 |
| 3.1.1 劣化分析模型 |
| 3.1.2 围岩压力计算 |
| 3.1.3 钢筋混凝土二衬弹性模量折算 |
| 3.2 二衬结构安全性与裂缝宽度计算方法 |
| 3.2.1 二次衬砌安全系数的计算方法 |
| 3.2.2 二次衬砌裂缝宽度的计算方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 单一劣化因素对隧道衬砌安全性影响分析 |
| 4.1 单一劣化因素及其参数选取 |
| 4.1.1 地下水位经年变化 |
| 4.1.2 隧道围岩经年劣化 |
| 4.1.3 钢筋混凝土材料经年劣化 |
| 4.1.4 总结 |
| 4.2 围岩位移及塑性区变化规律对比分析 |
| 4.2.1 围岩位移变化特征 |
| 4.2.2 围岩塑性区分布特征 |
| 4.3 二次衬砌受力特征对比分析 |
| 4.3.1 二次衬砌轴力分布特征 |
| 4.3.2 二次衬砌弯矩分布特征 |
| 4.4 结构安全性及裂缝宽度对比分析 |
| 4.4.1 结构安全系数变化规律 |
| 4.4.2 衬砌裂缝宽度变化规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 组合劣化因素对隧道衬砌安全性影响分析 |
| 5.1 组合劣化因素的参数选取 |
| 5.2 围岩位移及塑性区变化规律对比分析 |
| 5.2.1 围岩位移变化特征 |
| 5.2.2 围岩塑性区分布特征 |
| 5.3 二次衬砌受力特征对比分析 |
| 5.3.1 二次衬砌轴力分布特征 |
| 5.3.2 二次衬砌弯矩分布特征 |
| 5.4 结构安全性及裂缝宽度对比分析 |
| 5.4.1 结构安全系数变化规律 |
| 5.4.2 衬砌裂缝宽度变化规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）高水头双护盾TBM隧道泄水式管片设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高水压隧道防排水设计研究现状 |
| 1.2.2 高水压隧道泄水型管片研究现状 |
| 1.2.3 高水压隧道水压力计算方法研究现状 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 主要研究内容、方法和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容与研究方法 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 双护盾TBM隧道管片防排水影响因素分析 |
| 2.1 管片防排水影响因素 |
| 2.2 计算模型、工况 |
| 2.2.1 计算模型 |
| 2.2.2 计算工况设置 |
| 2.3 不同影响因素分析 |
| 2.3.1 管片强度 |
| 2.3.2 管片厚度 |
| 2.3.3 管片配筋率 |
| 2.3.4 接头张开量 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双护盾TBM隧道泄水型管片渗流场分析 |
| 3.1 流固耦合计算理论 |
| 3.2 流固耦合计算模型建立 |
| 3.2.1 计算假定及模型建立 |
| 3.2.2 计算参数的选择 |
| 3.2.3 计算测点的布置 |
| 3.2.4 计算步骤 |
| 3.3 计算工况设置 |
| 3.4 计算结果分析 |
| 3.4.1 围岩渗透影响范围分析 |
| 3.4.2 围岩渗透影响范围与渗透系数的关系分析 |
| 3.4.3 围岩渗透影响范围与排水率的关系分析 |
| 3.4.4 围岩渗透影响范围计算公式的拟合 |
| 3.5 渗流场相似模型试验 |
| 3.5.1 模型试验概况 |
| 3.5.2 模型试验工况及步骤 |
| 3.5.3 试验步骤 |
| 3.5.4 模型试验数据处理分析 |
| 3.6 模型试验与数值模拟对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 双护盾TBM隧道泄水型管片水压力计算方法 |
| 4.1 水压力与影响范围的关系 |
| 4.2 水压力与排水率的关系 |
| 4.3 水压力计算公式拟合 |
| 4.4 水压力计算公式对比验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 双护盾TBM隧道泄水型管片泄水方案设计方法 |
| 5.1 泄水型管片泄水方案 |
| 5.1.1 环向布置方案设计 |
| 5.1.2 纵向布置方案设计 |
| 5.2 泄水方案流固耦合计算模型 |
| 5.2.1 计算模型 |
| 5.2.2 计算工况 |
| 5.3 数值模拟计算结果分析 |
| 5.3.1 仰拱两侧对称泄水型结果分析 |
| 5.3.2 仰拱中心泄水型结果分析 |
| 5.3.3 环向泄水型结果分析 |
| 5.3.4 深孔泄水型结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目 |
四、隧道衬砌外水压力计算方法研究现状与进展（论文参考文献）
- [1]富水环境下水工隧洞渗流计算及结构外水压力研究[D]. 黄红元. 重庆交通大学, 2021(02)
- [2]富水岩溶隧道渗流特征及岩溶防治技术研究[D]. 冯伟. 安徽理工大学, 2021(02)
- [3]高压富水隧道注浆圈对复合式衬砌荷载和内力的影响分析[D]. 游剑南. 北京交通大学, 2021(02)
- [4]富水隧道施工期地下水运移特征模拟及水环境效应[D]. 张洪伟. 兰州交通大学, 2021(01)
- [5]高外水压力隧洞渗流分析与复合衬砌受力研究[D]. 尚星航. 兰州交通大学, 2021(02)
- [6]隧道渗流场分布规律研究及应用[D]. 冯春晖. 北京工业大学, 2020(06)
- [7]五峰山隧道富水段支护结构变形及外水压力分布规律研究[D]. 陈明庆. 重庆交通大学, 2020(01)
- [8]赵家岩隧道衬砌水压力与衬砌注浆圈参数研究[D]. 王永吉. 吉林大学, 2020(08)
- [9]富水隧道衬砌经年劣化曲线研究[D]. 李日华. 石家庄铁道大学, 2019
- [10]高水头双护盾TBM隧道泄水式管片设计方法研究[D]. 方霖. 西南交通大学, 2019(03)