[口头报告]滨海高水压地层盾构隧道衬砌渗漏水诱发土工环境灾变风险模型试验机理研究

滨海高水压地层盾构隧道衬砌渗漏水诱发土工环境灾变风险模型试验机理研究
编号:118 访问权限:仅限参会人 更新:2024-09-27 18:50:05 浏览:87次 口头报告

报告开始:2024年10月20日 10:25 (Asia/Shanghai)

报告时间:20min

所在会议:[S3] 分论坛三、隧道与地下工程安全风险防控与韧性提升科技论坛 » [S3-1] 分论坛三上午场

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摘要
滨海高水压地层盾构隧道接缝漏损是诱发隧道结构安全风险的主要因素,掌控水土流失发展规律是规避隧道破损及地面塌陷风险的基础和前提。本报告基于临界漏缝宽度,针对不同漏缝位置、不同覆土深度、不同上覆水位高度进行砂层沉降规律及水土流失规律影响因素的模型试验分析,并设计一套渗流示踪装置探究渗流场的分布情况及其流线轨迹变化规律。试验结果表明:距离漏缝竖向距离越近的砂层沉降越明显,坍塌范围由隧道漏缝周围逐渐向上扩散至地表,砂层位置越高,沉降槽越宽,由深“V”型态、浅“V”型态向“高斯曲线型态”发展。漏缝越靠近拱底,越易形成稳定土拱,砂土流失越快收敛,砂土流失收敛量越小,砂层沉降越小,扰动范围越窄;覆土深度越高,上覆水位高度越低,砂土流失速率越低,砂土流失总量越小,砂层沉降越小,扰动范围越窄。示踪流线为一系列圆弧线,5条流线均向漏缝位置流动,距离漏缝较远处水的流动速度慢,导致流线变长,示踪流线向下发展将加速贯通至漏缝流线形成。此外,通过构建隧道—砂土离散元数值模型,对渗流侵蚀过程中的砂土成拱效应及流场变化情况进行分析,揭示盾构隧道周围砂土颗粒迁移及损失对周围环境的细观尺度影响。离散元分析表明:在接缝未发生漏损时,没有产生渗流侵蚀通道,接缝周围土拱稳定,一旦发生漏损,土拱立刻发生破坏,在模型试验中表现为水土流失的开始,在随后的整个水土流失过程中,始终伴随着“砂土颗粒成拱→土拱发生破坏→土拱再生成→土拱继续破坏”的过程,最终,漏缝周围形成稳定土拱,合理解释了模型试验中漏砂终止、砂层位移收敛的现象。
关键字
报告人
张治国
教授 系主任 上海理工大学

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