苏新裕

（惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司）

在混凝土衬砌的有压隧洞中，部分荷载会转移到围岩上。当衬砌出现渗流时，衬砌后方的超静孔隙水压力就会增大。因此，在隧洞设计中得到高水头条件下岩体的渗透性和变形特征，对估算压力隧洞的渗流和稳定性具有重要意义。王宗建等研究了渗流场与应力场耦合对高压隧洞的影响[1-2]；张开玉等分析了承压隧洞与围岩的水-力相互作用[3]；高召宁等通过建立围岩弹塑性损伤本构模型，分析了力学性能对围岩稳定性的影响[4]。近年来，水压隧洞的混凝土衬砌设计已经得到了很大的发展，文静等提出了隧洞固结灌浆的设计与施工方法，用此方法可以有效减少隧洞渗水[5]。随着有限元分析手段的发展，焦丽芳等采用非线性有限元法对隧洞的应力变形状态进行了研究[6]；张献才等采用了三维有限元分析法对压力隧洞开挖后的应力应变进行了计算分析[7]。同时引发衬砌隧洞裂缝原因较多, 对衬砌裂缝成因以及处理具体处理的措施进行分析，对于采取有关隧洞稳定性的措施很有用[8]。

本文计算了沿混凝土岩石界面的环向应力随径向距离和切应力的变化规律。此外，在设计中还考虑了衬砌中拉压应力的总和。将混凝土衬砌和围岩视为等效连续介质，采用三维有限元法来确定其渗流特性。通过孔隙流体-应力耦合分析，该模型还考虑了钢筋混凝土衬砌和围岩的应力相关渗透性的影响。……