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2020年第12期
2020-12-28
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孔隙型含水岩层中封水衬砌的水力荷载试验研究

  • 作者:

    柏东良
    张文
    王宝生
  • 关键词:

    防水衬砌
    孔隙水压
    水力荷载
    模型试验
  • 作者单位:

    江苏建筑职业技术学院 建筑管理学院
    中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

摘要

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摘要:

地下水是影响地下工程安全的重要隐患,在孔隙含水岩层中,由于目前的注浆技术无法有效封堵孔隙水,故高压孔隙水的不利影响尤为显著。为研究岩层孔隙水对封水衬砌上的水力荷载,掌握水力荷载与影响因素之间的变化规律,通过模型试验的方法,以金属圆管作为封水衬砌模型,以配制的多孔材料为孔隙围岩模型,获取不同孔隙水压作用下衬砌的应变数据,反算作用于衬砌的水力荷载,并分析了水力荷载与围岩孔隙率及围岩与衬砌接触状态的关系。研究结果发现:①当围岩与衬砌未发生剥离时,高压孔隙水的影响较小;②孔隙水压影响系数约为2倍围岩孔隙率,水力荷载显著小于孔隙水压;③当围岩与衬砌逐步发生剥离时,高压孔隙水影响急剧增大。结果表明:①高压孔隙水对封水衬砌的荷载作用与衬砌和围岩的接触状态有关,接触面积越大,直接与衬砌接触的孔隙水作用面积越小,孔隙水压的影响就越小,因此,降低接触面孔隙率,避免接触面发生剥离,高压孔隙水的荷载作用可控制在较低水平;②采用微膨胀混凝土、降低围岩的空帮时间、进行壁后注浆等设计、施工措施,加强衬砌与围岩的联结强度,提高衬砌与围岩间的相互作用力,可以降低接触面发生剥离的风险,进而把高压孔隙水的影响控制在较低水平



  • 第4 监测层位环向应变
  • 衬砌加载曲线
  • 第2 监测层位环向应变
  • 围压和竖向压力加载曲线
  • 衬砌模型内壁应变计布置
  • 砂颗粒级配曲线
  • 高压界面力学特性试验台
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