深埋隧道排水系统非对称堵塞后渗流场的解析研究

摘要：

基于目前未见对隧道排水系统非对称堵塞渗流场进行解析研究,通过对研究区域进行简化假设,求解代表渗流场的Laplace方程.对研究区域内未知边界条件,采用PDE工具进行数值解后,得到近似的非齐次边界条件.基于此,再运用复平面内的保角变换、坐标变换、微分方程定解问题的分解等方法,将边界条件齐次化,在Hilbert空间中将最后唯一的非齐次边界条件表达为正交函数族的级数和,从而得到了此情况下的隧道周边渗流场解析级数,其后考查了级数项的多少对计算结果的影响.研究结果表明:(1)隧道排水系统非对称堵塞后渗流场可以表达为解析后级数,可简化将来针对这一情况下渗流场的求解难度;(2)隧道排水系统非对称堵塞后渗流场大致呈漏斗状,但在堵塞侧水头较高;(3)求和项数对计算精度的影响至多到100项,多数情况下只需50项;(4)考查了隧道可能受到的水压力分布和渗流量,分别与相同条件下的数值模拟结果进行对比,两者相差仅4.28％和4.05％.

关键词：隧道工程、排水系统、非对称堵塞、渗流场、解析解

所属期刊栏目：36

分类号：U45(隧道工程)

资助基金：中央高校基本科研业务费资助CDJXS12 20 00 03;重庆市基础与前沿研究计划项目cstc2013jcyjA30005Supported by the Fundamental Research Funds for the Central UniversitiesGrant CDJXS12 20 00 03;Natural Science Foundation Project of ChongqingGrant cstc2013jcyjA30005

在线出版日期：2017-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1088-1100