富水黄土隧洞衬砌外水压力折减系数影响因素研究
摘要:水工隧洞衬砌外水压力折减系数的合理取值是结构设计中的难点。以引汉济渭引水隧洞工程穿越Q2黄土地层为背景，开展了饱和Q2黄土的物理力学特性试验，并基于FLAC3D有限差分法及流–固耦合分析原理，研究6种因素对外水压力折减系数的敏感程度和变化规律。结果表明，各因素对外水压力折减系数的影响程度从高到低依次为：壁后注浆厚度h>盾构掘进速度V>地层渗透系数kl>开挖扰动范围ws>壁后注浆水平N>地下水位高度H，壁后注浆厚度对外水压力折减系数影响最大，当盾构掘进速度V≤9 m/d、地层渗透系数kl≤0.2 m/d时，外水压力折减系数受盾构掘进速度和地层的渗透系数影响较大，其余因素影响较小；考虑到地层条件及施工水平的差异性，饱和Q2黄土中衬砌外水压力折减系数取值变化范围为0.35～0.75，平均可取0.53。
Abstract:The reasonable value of the reduction coefficient of external water pressure (RCEWP) in hydraulic tunnel lining is a difficulty in structural design. Taking the hydraulic tunnel of the Hanjiang to Weihe River Valley Water Diversion Project crossing saturated Q2 loess stratum as an example, the physical and mechanical properties of Q2 loess were tested. Based on FLAC3D and coupled fluid-soild analysis method, the sensitivity degree and variation rule of six factors to the RCEWP were studied. The results show that: (1) The sensitivity degree of each factor on the RCEWP from high to low is as follows: The grouting thickness behind the lining (h)> speed of shield advancing (V)> permeability coefficient of loess stratum (kl) > disturbance zone due to excavation (ws)> grouting level (N)> groundwater table (H). The grouting thickness behind the lining has the greatest influence on the RCEWP. When the speed of shield advancing (V)≤9 m/d and the permeability coefficient of loess stratum kl≤0.2 m/d, the RCEWP is greatly affected by them, while the other factors have little influence. (2) Considering the difference of stratum conditions and construction and management level, the RCEWP of lining in saturated Q2 loess ranges from 0.35 to 0.75, with an average value of 0.53.
中文标题：
富水黄土隧洞衬砌外水压力折减系数影响因素研究
Influencing Factors of External Water Pressure Reduction Coefficient on Lining in Water-rich Loess Tunnel
作者：
朱才辉1, 2, 3,,杨奇强3,李玉波4,宋晓峰5,党辉5
Zhu Caihui1, 2, 3,,Yang Qiqiang3,Li Yubo4,Song Xiaofeng5,Dang Hui5
作者简介:朱才辉，男，1983年生，博士，教授，主要从事黄土力学与工程、地下洞室稳定性分析等方面的教学与研究工作。E-mail：zhucaihui123@163.com
通讯地址：
1.陕西省城市地质与地下空间工程技术研究中心，陕西西安 710068 2.陕西省水工环地质调查中心，陕西西安 710068 3.西安理工大学岩土工程研究所，陕西西安 710048 4.中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安 710043 5.陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西西安 710011
1.ShaanxiEngineeringTechnologyResearchCenterforUrbanGeologyandUndergroundSpace,Xi’an710068,Shaanxi,China 2.ShaanxiHydrogeologEngineeringGeologyandEnvironmentGeologySurveyCenter,Xi’an710068,Shaanxi,China 3.InstituteofGeotechnicalEngineering,Xi'anUniversityofTechnology,Xi'an710048,Shaanxi,China 4.ChinaRailwayFirstSurveyAndDesignInstituteGroupCo.,Ltd.,Xi'an710043,Shaanxi,China 5.HanjiangtoWeiheRiverValleyWaterDiversionProjectConstructionCo.,Ltd.,ShaanxiProvince,Xi'an710011,Shaanxi,China
中图分类号:TV 672+.1
doi:10.3969/j.issn.1007-2993.2023.06.005
出版物：岩土工程技术
收稿日期:2022-09-01
修回日期:2022-11-07
录用日期:2023-05-06
刊出日期:2023-12-08
关键词:Q2黄土,外水压力折减系数,水工隧洞,流–固耦合分析
Key words:Q2 loess,reduction coefficient of external water pressure (RCEWP),hydraulic tunnel,coupled fluid-solid analysis
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基金项目：
基金项目:国家自然科学基金（52279110）；陕西省重点研发计划项目（2021SF2-02，2022SF-197）；陕西省自然科学基金资助项目（2019JLP-22）；陕西省城市地质与地下空间工程技术研究中心开放性课题（2022KT-01）
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