为保证运营期某隧道衬砌结构安全提供理论依据,需提出排水量与衬砌水压荷载之间的关系.通过ABAQUS数值模拟软件,将模型中隧道排水系统和初支统一视为一层排水介质,简化为一维第三类边界条件,并利用温度场与渗流场的对应关系,使用温度场模拟渗流场,在保证精度的同时,极大的提高了计算效率.对数值模拟出的变量关系进行曲线拟合,以得到简化计算公式.研究表明,对于本工程,流量与水压1个月内迅速下降并稳定.初支渗透性减小,隧道压力水头增加.当表面渗透系数K≤3×10-5 d-1时,可认为初支不透水,承担全部水压;当K≥3 d-1时,可认为初支完全透水,不承担水压力,不影响隧道排水;当表面渗透系数3×10-5≤K≤3 d-1时,稳定水头高于设计水头,承担部分水压力.拟合公式可以合理反应表面渗透系数、水头、排水量、时间的相互关系.
隧道 砂层 排水量 水头 数值模拟 渗流场 堵水限排