张继勋 盛 亮 任旭华 于牧萍

（1.水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京 210098；2.河海大学 水利水电学院，南京 210098；3.河海大学 土木与交通学院，南京 210098）

深部岩体一般处于高地应力、高渗透水压、高地温等特殊地质环境中，因此岩体的力学行为和扰动响应明显有别于浅层岩体［1]，岩体的基本性质和扰动响应不是单个因素造成的，而是多种因素相互耦合共同作用的结果，在开展工程数值分析的时候也只能就地质条件选择主要的因素进行分析.应力场和渗流场是富水区深埋隧洞影响围岩稳定性的两个主要因素，20世纪70年代，Louis首次研究了自然状态下非破坏岩体中的渗流－应力耦合作用，他提出的渗透系数和正应力呈负指数关系也为其他学者所证实［2]；Witherspoon［3]提出了可变性介质中渗流－应力的模型；王媛等［4]在裂隙岩体渗流－应力耦合的实验、模拟和计算方法的研究也开展了大量卓有成效的工作，当前的研究成果虽然很丰富，但在工程实际应用上由于一些计算规模和岩体实际条件所限还受到限制.本文以高水位富水区隧道围岩为研究对象，以有效应力原理为基础，应用渗透系数和孔隙度随体积应变改变而改变的动态演化模型，实现了渗流与应力完全耦合，分析了渗流场与应力场的相互影响程度，给工程实际的渗流场与应力场耦合分析以及围岩稳定性研究提供了依据.

1 应力平衡方程和渗流连续方程

1.1 平衡方程

岩土介质应力平衡方程可采用虚功原理来表示，即在某一时刻岩土体的虚功作用在该岩土体上作用力（体力和面力）产生的虚功相等，即