昆仑山隧道漏水灾害的链式机制及断链新措施

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1、第25卷增1岩石力学与工程学报Vol.25Supp.12006年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2006昆仑山隧道漏水灾害的链式机制及断链新措施1，2，32111张学富，张耀南，梁波，黄明奎，肖盛燮(1.重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074；2.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室，甘肃兰州730000；3.交通部公路科学研究所，北京100088)摘要：根据现场监测数据，阐述昆仑山隧道在各个阶段的漏水灾

2、害情况；运用灾害链式规律的观点，揭示昆仑山隧道出现漏水灾害的链式机制；根据灾害链的断链原理和隧道漏水灾害的链式机制，按照保护冻土的原则，提出一种抛石断链新措施，并进行抛石断链措施的设计，同时指出该断链新措施在设计和施工过程中的的关键技术问题；根据传热学和渗流力学的基本理论，建立冻土渗流场和温度场耦合问题的三维数学模型，应用Galerkin法导出有限元计算公式，编制有限元分析程序。运用该数学模型和有限元分析程序，对昆仑山隧道DK977+578～DK977+682浅埋段在采取和不采取抛石断链新措施两

3、种条件下的渗流场和温度场耦合问题进行三维非线性分析。分析结果表明：防治昆仑山隧道漏水灾害采取抛石断链新措施是可行的，可为寒区隧道漏水灾害的抛石断链新措施的应用和设计提供理论依据，为寒区隧道出现的漏水灾害提供新的分析思路和新的治理措施。关键词：隧道工程；灾害链；抛石断链；渗流场；耦合问题；三维非线性分析中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)增1–2719–11STUDYONCHAIN-STYLEDMECHANISMANDNEW-TYPEDCHAIN-CUTTING

4、METHODFORWATERLEAKAGEDISASTERINKUNLUNMOUNTAINTUNNEL1，2，32111ZHANGXuefu，ZHANGYaonan，LIANGBo，HUANGMingkui，XIAOShengxie(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China；2.StateKeyLaboratoryofFrozenSoilEngineeri

5、ng，ColdandAridRegionsEnvironmentalandEngineeringResearchInstitute，ChineseAcademyofSciences，Lanzhou，Gansu730000，China；3.ResearchInstituteofHighwaytheMinistryofCommunications，Beijing100088，China)Abstract：ThedisastersofwaterleakageoftheKunlunMountainTun

6、nelinQinghai—TibetRailwayareintroducedbythetimestepbasedonthemeasuredin-situdata.Fromtheviewpointofthechain-styledrule，thechain-styledmechanismsofthewaterleakagedisasterinKunlunMountainTunnelareproposed.Accordingtotheprincipleofthechainbreakageandthe

7、chain-styledmechanismsofthewaterleakagedisaster，anew-typedmethodofthechainbreakageispresentedbasedontheprincipleofprotectingthefrozensoillayerfromthawingusingtheripped-stonemethod.Thedesignoftheripped-stoneisconsidered；andthekeytechniquesduringdesign

8、ingandconstructingtheripped-stoneareputforward.Accordingtothebasictheoriesofheattransferandseepage，consideringthecoupledeffectsofseepagefieldandtemperaturefield，athree-dimensionalcomputational收稿日期：2005–11–08；修回日期：2005–12–06基金项目：国家自然科学基金资助项目(40401010)