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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (8): 1703-1714.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.08.010
姜岸1, 胡正2, 3, *, 杨仲轩1
JIANG An1, HU Zheng2, 3, *, YANG Zhongxuan1
摘要: 为探究波浪荷载作用下含衬砌深埋海底隧道的纵向瞬态渗流规律,解决现有解析模型多局限于横截面二维定水头边界、难以反映纵向复杂水力梯度的问题,针对深埋海底隧道衬砌纵向内边界为第三类(Robin)混合边界,且地表为波浪荷载周期边界的工况,利用分离变量法及三角函数正交性,推导隧道衬砌-地层系统中纵向总水头与流速的显式解析解。通过与数值结果的对比,验证解析解的正确性与适用性。分析结果表明: 1)波浪诱导的水头及流速在时间维度上呈半周期反对称分布,在空间维度上关于隧道中点横截面呈反对称分布,且在一个波浪荷载周期内经历2次完整循环(即具有“倍频”波动特征),初始时刻二者均处于峰值演变阶段。2)相对渗透系数、衬砌厚径比、波浪荷载周期及内渗流权重系数显著影响水力响应的时空分布特征,其中,相对渗透系数与内渗流权重系数不仅影响响应幅值,而且调控总水头的初始相位滞后效应; 衬砌厚径比对衬砌外边界水力响应幅值的影响显著高于内边界; 而波浪荷载周期主要调控外边界水头的空间分布幅值及内渗流边界流速的时空演化特征。