考虑水盆效应隧道道床上浮力学特征及计算分析

摘要

围绕富水隧道道床上浮底鼓工程问题，本文探索将水盆效应引入隧道无砟道床上浮底鼓病害的研究中。首先，基于应变能和能量理论，结合结构层间接触力学条件，开展隧道道床应力和变形量推导，以验证水盆效应与道床上浮关联的合理性。其次，构建道床变形挠曲线方程和应力和最大变形量公式，得到基底0.5 m水头高度可以引起粘结失效道床上浮底鼓，并通过设定上浮临界水头值划分上浮三阶段：1)初期入渗汇水阶段；2)局部积水阶段；3)水盆上浮阶段。最后，建立不同排水状态下道床横向及纵向上浮量计算公式，形成基底水流量差、压力速率分别与上浮速率及上浮量的关系曲线，形成隧道道床上浮的最小水头高度的计算方法，以助力道床上浮控制的研究和治理措施的改进。

关键词

富水隧道 / 道床上浮 / 水盆效应 / 力学特征