理倾角对影响的探讨

在含有节理的隧道中,节理的倾角决定了其内部水流运动的方向,同时对隧道的稳定性也起着重大的作用。本次模拟选取了倾角分别为15°、30°、45°、60°、75°共5组节理进行对比分析。其分析结果如表5.4所示。

用隧道断面上的最大流速乘以断面面积即可得到隧道整个断面的渗流流量。

由表5.4及图5.17、图5.18可以看出,自上而下,岩体中流量由小逐步增大。当节理倾角到达一定程度以后,隧道洞周的水流量较大且集中;当节理倾角为15°时,其最大流速为5.150×10-2 m/s。随着节理倾角的增大,最大速流先是减小,而后随着节理倾角的增大而增大。当节理倾角为75°时,最大流速达到7.000×10-2 m/s;当节理倾角为30°时,隧道断面渗流流量最小为1.49 m3/s。此时,随着节理倾角的增大,其隧道断面的最大流量也随之增大。当节理倾角为75°时,最大渗流流量可达到3.45 m3/s。

表5.4 不同节理倾角时的隧道断面渗流流量

图5.17 不同节理倾角时的流速分布(www.xing528.com)

(a)节理倾角为15°时的流速分布;(b)节理倾角为30°时的流速分布;(c)节理倾角为45°时的流速分布;(d)节理倾角为60°时的流速分布;(e)节理倾角为75°时的流速分布

图5.18 不同节理倾角时的最大流速变化

图5.19为节理倾角为30°的孔隙水压力分布,从图中可以看出,自上而下,岩土体中孔隙水压力随着埋深的增大而增大;但是随着节理倾角的变化(如15°、45°、60°、75°),其孔隙水压力的变化并不大,即孔隙水压力受节理倾角的影响较小。

图5.19 节理倾角为30°时的孔隙水压力分布