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现代隧道技术 2023, Vol. 60 Issue (2) :94-102    DOI:
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饱和Q2黄土地层引水隧洞衬砌外水压力折减系数研究
(1.西安理工大学 岩土工程研究所,西安 710048;2.陕西省城市地质与地下空间工程技术研究中心,西安 710068;3.中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)
A Study on Reduction Coefficient of External Hydraulic Pressure at the Lining of Diversion Tunnel in Saturated Q2 Loess Stratum
(1.Institute of Geotechnical Engineering, Xi'an University of Technology, Xi′an 710048; 2. Technical Research Center for UrbanGeological and Underground Space Engineering of Shaanxi, Xi′an 710068; 3. China Railway First Survey and Design Institute Group Co., Ltd., Xi′an 710043)
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摘要 外水压力折减系数取值对水工隧洞衬砌结构的设计影响较大。以某引水隧洞穿越Q2黄土地层工程为背景,通过室内试验和原位抽水试验,研究了原状及重塑Q2黄土的饱和渗透特性;并通过模型试验和FLAC 3D程序的流-固耦合分析原理,对比研究了不同地层条件、限量排放率、隧道尺寸、地下水位高度、地层注浆圈厚度等5种因素下,衬砌上的外水压力折减系数变化规律。结果表明:隧洞限量排放率和注浆加固圈厚度的增大会明显降低衬砌外水压力折减系数;地层渗透系数的增大,会引起外水压力折减系数呈对数函数增大趋势;随着隧洞等效半径的增大,外水压力折减系数先减小后增大,而地下水位高度对外水压力折减系数影响可忽略不计。对本工程而言,外水压力折减系数建议取值为0.57~0.71。
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朱才辉 1
2 尹 力 2 杨奇强 2 李玉波 3
关键词饱和Q2黄土地层   引水隧洞   外水压力折减系数   模型试验   数值分析     
Abstract: The value of the reduction coefficient of external hydraulic pressure has a great impact on the design of the lining structure of hydraulic tunnels. This paper is based on the case of a water diversion tunnel crossing Q2 loess stratum and investigates the saturated permeability characteristics of in-situ and remodeled Q2 loess through indoor tests and in-situ pumping tests. Also, the study comparatively investigates the changing pattern of the reduction coefficient of external hydraulic pressure on the lining under different five factors: stratigraphic conditions, limited discharge rate, tunnel size, groundwater level, and thickness of the ground grouting ring, through a model test and according to the principle of flow-solid coupling analysis of the FLAC 3D program. The results show that the increase in the limited discharge rate of the tunnel and the thickness of the grouted reinforcement ring will significantly reduce the reduction coefficient of external hydraulic pressure at the lining, and the increase in the permeability coefficient of the ground will cause an increasing trend that follows a logarithmic function for the reduction coefficient of external hydraulic pressure. Also, as the equivalent radius of the tunnel increases, the reduction coefficient of the external hydraulic pressure decreases before an increase, while the groundwater level has an insignificant effect on the reduction coefficient of the external hydraulic pressure. For this project, it is recommended to take the value of 0.57~0.71 for the reduction coefficient of the external hydraulic pressure.
KeywordsSaturated Q2 loess stratum,   Water diversion tunnel,   Reduction coefficient of external hydraulic pressure,   Model test,   Numerical analysis     
基金资助:国家自然科学基金(52279110);陕西省重点研发计划项目(2021SF2-02,2022SF-197);陕西省城市地质与地下空间工程技术研究中心开放性课题(2022KT-01).
作者简介: 朱才辉(1983-),男,博士,教授,主要从事黄土力学与工程、地下洞室稳定性分析等方面的教学与研究工作,E-mail:zhucaihui123@163.com.
引用本文:   
朱才辉 1, 2 尹 力 2 杨奇强 2 李玉波 3 .饱和Q2黄土地层引水隧洞衬砌外水压力折减系数研究[J]  现代隧道技术, 2023,V60(2): 94-102
ZHU Caihui1, 2 YING Li2 YANG Qiqiang2 LI Yubo3 .A Study on Reduction Coefficient of External Hydraulic Pressure at the Lining of Diversion Tunnel in Saturated Q2 Loess Stratum[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2023,V60(2): 94-102
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2023/V60/I2/94
 
没有本文参考文献
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