213 / 2024-09-11 00:00:34

蠕变-渗流耦合下的砂岩力学特性及 穿江隧道稳定性研究

隧道围岩；蠕变渗流；单级蠕变试验；数值模拟

为探讨砂岩蠕变效应对隧道结构长期受力变形规律的影响，本文通过室内单级蠕变-渗流试验和FLAC3D数值模拟相结合的方法，探究了穿江隧道在蠕变-渗流耦合作用下的砂岩力学特性及其长期运营过程中的应力变形规律。主要结论如下：（1）单级加载蠕变实验显示：轴压增大将促进砂岩蠕变变形，围压增大将有效抑制变形，当渗透压超5 MPa时，砂岩保持高蠕变速率，轴向变形显著增大，影响围岩变形的敏感度因素顺序为渗透压＞轴压＞围压，故有必要对穿江隧道进行蠕变-渗流耦合分析；（2）采用FLAC3D建立的多场耦合隧道模型可以准确模拟砂岩地层隧道的蠕变渗流特性，隧道变形及应力在运营期第8年基本趋于稳定；（3）随隧道埋深增加，隧道拱顶沉降、拱腰收敛和仰拱隆起现象更显著，其中拱顶沉降变形最大，隧道变形敏感度依次为拱顶>仰拱>拱腰；（4）潜水位增加显著影响隧道竖直沉降和水平收敛，仰拱部位渗透压增长最为显著，工程中应特别关注该区域的水压变化。