高地应力富水区山岭隧道支护力学特性及分区防排水体系研究

高地应力下围岩塑性化和作用在支护上水荷载大小是深埋富水区山岭隧道两个关键性问题。水荷载难以形成"拱效应"，高地应力饱水软化围岩引起隧道修建中稳定性问题；限量排放条件下，水荷载不确定性及耦合作用长期结构安全性，给运营及水环境带来风险和隐患。采用岩体赋存环境（高地应力、富水）、物理力学性态（结构体）与工程作用（开挖卸荷、支护过程）相互作用方法，研究深部饱水软化围岩稳定性渐进演化过程、地下水动力场变化规律；通过耦合力学模型和改进具有自主知识产权土压-水压装置试验，明确高地应力高水压支护承载规律、应力传递过程、破坏模式；结合多断面现场试验，研究合理支护时机、刚度、结构力学特性，地下水排放方式、排放量与水荷载关系，不同防排水条件水荷载计算模式；形成渗流体积力及动水压力计算公式，分析隧道衬砌背后纵向水压变化特征，确定封堵段、过渡段和排水段设置原则，建立基于纵向水压梯度的高地应力富水隧道分区防排水体系。

高地应力下围岩塑性化和作用在支护上水荷载大小是深埋富水区山岭隧道两个关键性问题。水荷载难以形成"拱效应"，高地应力饱水软化围岩引起隧道修建中稳定性问题；限量排放条件下，水荷载不确定性及耦合作用长期结构安全性，给运营及水环境带来风险和隐患。采用岩体赋存环境（高地应力、富水）、物理力学性态（结构体）与工程作用（开挖卸荷、支护过程）相互作用方法，研究深部饱水软化围岩稳定性渐进演化过程、地下水动力场变化规律；通过耦合力学模型和改进具有自主知识产权土压-水压装置试验，明确高地应力高水压支护承载规律、应力传递过程、破坏模式；结合多断面现场试验，研究合理支护时机、刚度、结构力学特性，地下水排放方式、排放量与水荷载关系，不同防排水条件水荷载计算模式；形成渗流体积力及动水压力计算公式，分析隧道衬砌背后纵向水压变化特征，确定封堵段、过渡段和排水段设置原则，建立基于纵向水压梯度的高地应力富水隧道分区防排水体系。