深埋长大隧洞围岩稳定分析及渗流控制措施研究
随着国家西部众多深埋长水工隧洞的兴建，高埋深、高地应力、高外水压力地质灾害日益凸显。极复杂条件下水工高压隧洞施工与运行时会受到围岩卸荷、内水压力、地应力的共同作用，围岩受力条件复杂，而当前水工隧洞设计规范中关于极复杂条件下隧洞的设计存在着空白，这将给水工高压隧洞的设计、施工及运营带来安全隐患，因此，开展基于多场耦合作用下隧洞开挖围岩力学特性与安全高效施工关键技术研究十分有必要，可为复杂环境隧洞设计、施工及安全运营提供理支撑。基于此，本课题组依托我国某深埋输水隧洞工程开展了以下研究：
（1）采用精细化建模技术建立围岩—喷混、围岩—二衬以及喷混—二衬等耦合结构，考虑初始地应力场（自重应力场和水平向构造应力场）、外部水压力等不利荷载组合，研究围岩-支护在施工期的位移及应力场演变特征，通过模拟不同的施工工法、支护措施及支护时机，寻求最优支护方案；
（2）利用岩石力学理论推导并改进极端荷载下岩石蠕变求解公式，并基于Abaqus的二次开发平台编写了改进Burgers模型的UMAT子程序，并基于室内单轴/三轴试验证明了本构模型的正确性和有效性；
（3）遵循“堵排结合”的治水理念，合理设置固结灌浆或施做帷幕灌浆，以及排水措施（排水孔以及排水井），建立“隧洞—堵排水措施”的耦合模型；借助Abaqus开展三维渗流场稳定性研究，通过不断改进堵排水措施有效降低衬砌外表面的渗流压力，有利于保障施工安全和实现绿色施工。
