介绍： 水荷载是水工隧道最主要的荷载,水工隧道中衬砌水荷载一般包括内水压力和外水压力两部分,二者作用对象均为衬砌,水压力是和有压力水工隧道中的内水压力相对而言的,而对无压力水工隧道和刚建成未经使用的水工隧道,一般不存在内水压力,故其衬砌水荷载与外水压力指的是同一概念。通常所称的内水压力是作用于衬砌内缘的面力,外水压力则为作用于衬砌外缘的面力。严格来说,仅当衬砌不透水时,水对衬砌的作用力才是表面力。由于混凝土衬砌是透水的,因此水对衬砌的作用是渗流体积力。当衬砌与岩土介质接触面形成间隙,作用于衬砌内的渗流体积力可近似用衬砌内外缘的水压力代替,衬砌外缘的水压力称之为外水压力。对于深埋水工隧道,天然的地下水位线与水工隧道轴线之间的高差很大,从而形成相对较大的衬砌外水荷载。 由于岩土介质和衬砌都是透水介质,当隧道衬砌和岩土介质紧密结合时,可以认为地下水的渗流运动是连续的,不仅存在于岩土体中,同时也存在于衬砌中,其力学作用可以理解为一种体积力,当衬砌不透水或渗透性极小,并与岩土介质结合不紧密时,地下水从岩土介质中渗出,而以全部接触面积作用于衬砌-岩土体脱离外表面时,体积力转化为边界力。隧道开挖完成后,隧道内水压力较小或水压力为零,这时地下水向隧道内渗透而形成渗流场。在地下水位线以下的空间,每一点都作用有与水力梯度成正比的渗透体积力荷载。在不少情况下,衬砌与岩土介质脱离,在岩土介质中的渗透体积力将不能对衬砌应力产生影响,衬砌就成为承受外水压力的独立结构,正因为如此,外水压力的大小,或外水压力折减系数仍是水工隧道设计中的一个重要参数;国家大力发展交通水利事业,当山区铁路、公路跨越山岭时,越岭隧道方案被大量采用,公路隧道或水工隧道等越江(河) 或海底等深埋隧道的高水压力和突、涌水则成为亟待解决的问题。因此对隧道衬砌外水压力的计算方法进行研究具有很重要的应用价值。论述了国内外隧道工程计算外水压力的方法,希望对地下水的外水压力的确定提
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