存在局部破碎带条件下海底隧道渗透稳定性分析

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隧道建设（中英文） ›› 2011, Vol. 31 ›› Issue (4): 457-462.

存在局部破碎带条件下海底隧道渗透稳定性分析

王建新¹，郑颖人²，包林海¹

1. 中国地震局地壳应力研究所北京 100085；2. 后勤工程学院重庆 400041

收稿日期:2011-05-11 出版日期:2011-08-20 发布日期:2011-11-02
作者简介:王建新(1980—)，男，山西昔阳人，2010年毕业于清华大学水利水电工程系，博士，助理研究员，从事岩体渗透破坏稳定性及岩石力学方面的研究。
基金资助:
中央级公益性科研院所基本科研业务专项（ZDJ2011-10）

Seepage Stability Analysis of Subsea Tunnel in Fault-rupture Zone

WANG Jianxin¹, ZHENG Yingren², BAO Lihai¹

1.The Institute of Crustal Dynamics, Beijing 100085; 2. Logistical Engineering University, Chongqing 400041

Received:2011-05-11 Online:2011-08-20 Published:2011-11-02

摘要/Abstract

摘要：

根据渗流有限元计算方法及岩石强度折减理论，研究考虑海水渗透压力作用下，存在破碎带海底隧道围岩的流固耦合稳定性分析方法；并将此方法应用于青黄海底隧道工程，进行了隧道围岩堵水和不堵水两种条件下的渗流场以及隧道的渗透稳定性计算分析。结果表明：由于破碎带的存在，海水入渗将直接导致隧道围岩范围内水头升高，渗水量增大；特别在破碎带附近产生了较高的水力梯度，这使隧道的安全系数大大降低；堵水加固后，隧道的整体安全系数有所提高，围岩内渗流量明显减小；但是在堵水部位，隧道围岩的梯度有所升高，所以应该加大堵水部位围岩的支护强度。结合研究成果，讨论了海底隧道设计中渗透压力梯度的考虑及堵水加固措施的选择。

关键词: 海底隧道, 渗流有限元, 强度折减法, 渗透压力

Abstract:

Based on the seepage finite element method and rock strength reduction theory, considering sea water seepage， study the coupled fluid-mechanical analysis method for subsea tunnel in which the fracture zone exists, and we apply this method to a subsea tunnel for the seepage distribution analysis and tunnel seepage stability analysis. The results show that sea water infiltration induced the obvious increase of water head, seepage flux and seepage gradient in surrounding rock，especially in the fracture zone, which makes the safety factor of tunnel decrease obviously. On the condition of reinforce treatment, the whole safety of tunnel has increased, and the seepage flux decreased, but the seepage gradient in treatment position increased obviously. So, it is necessary to improve the supporting strength in the treatment position. According to these conclusions, the paper discussed the design and support of subsea tunnel considering the seepage pressure and gradient.

Key words: subsea tunnel, seepage finite element, strength reduction method, seepage pressure

王建新, 郑颖人, 包林海. 存在局部破碎带条件下海底隧道渗透稳定性分析[J]. 隧道建设, 2011, 31(4): 457-462.

WANG Jian-Xin, ZHENG Ying-Ren, BAO Lin-Hai. Seepage Stability Analysis of Subsea Tunnel in Fault-rupture Zone[J]. Tunnel Construction, 2011, 31(4): 457-462.

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存在局部破碎带条件下海底隧道渗透稳定性分析

Seepage Stability Analysis of Subsea Tunnel in Fault-rupture Zone

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