岩石隧道渗流模型试验相似材料的研制及应用

李 铮， 何 川， 高 翔， 杨赛舟， 骆耀文,4， 杨文波

(1.交通隧道工程教育部重点试验室(西南交通大学)，成都610031；2.四川省交通投资集团有限责任公司，成都610000；3.四川藏区高速公路有限责任公司，成都610000；4.中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031)

岩石隧道渗流模型试验相似材料的研制及应用

李 铮1，2，3， 何 川1， 高 翔1， 杨赛舟1， 骆耀文1,4， 杨文波1

(1.交通隧道工程教育部重点试验室(西南交通大学)，成都610031；2.四川省交通投资集团有限责任公司，成都610000；3.四川藏区高速公路有限责任公司，成都610000；4.中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031)

为提高岩石隧道渗流场分析的合理性，通过大量以控制渗透系数为核心的配比试验，提出适用于岩石隧道渗流模型试验的围岩、注浆圈及初衬等新型相似材料及其原料配比. 试验以黏土、细砂和玻璃纤维为原料配制围岩相似材料，以水泥和炭渣配制注浆圈相似材料，由多层编织土工布模拟初衬相似材料. 结果表明：随细砂含量加大，围岩相似材料渗透系数呈非线性增长，稳定性逐渐降低，改变玻璃纤维的含量对其渗透系数影响不明显；注浆圈相似材料渗透系数值随炭渣含量增加近于线性增长，2.5 m水头下的试验值较1.35 m水头时更大；随着编织土工布叠加层数增加，初衬相似材料平均渗透系数呈快速减小并逐渐收敛的趋势，且单次渗透系数测试结果也趋于稳定；相同隧道排水量时，二衬外拱底处水压力远大于拱顶，逐步减小隧道排水量后，拱顶水压力值上升幅度大于拱底，调水阀接近闭合时，拱顶和拱底位置的水压力接近初始水压力. 研制的相似材料工作性能稳定，并成功应用于工程渗流试验中.