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我国西部地区有许多大型引水隧洞,某些隧洞穿过活化断层,一旦断层发生活化,极有可能使穿越断层的隧洞段产生大变形,甚至引起隧洞结构的破坏。故而,需采用相对可靠的柔性连接,将活化断层带两边的隧洞连接起来,使隧洞在运行期不会因为断层活化而发生破坏。那么,采取什么柔性材料进行连接,以及如何连接是工程中关心的重要科技问题之一。针对上述问题,本文以某穿越活断层水工隧洞柔性连接段的接头处的钢筋混凝土及聚脲弹性体为研究对象,通过开展聚脲弹性体的锚固长度试验研究,确定了聚脲弹性体的锚固长度;通过开展柔性连接段接头处的渗透试验研究,获得其渗透系数、波速、孔隙率及微细观结构随渗透压增加的变化规律,揭示了水工隧洞运行期柔性连接段接头处的渗透损伤机制;据此,提出了适用于水工隧洞柔性连接段接头处的止水措施,并通过试验研究对其止水效果进行评价,为水工隧洞柔性连接段接头处的止水设置提供科学依据,具体的研究内容和研究成果概述如下:(1)中心拔出试验的结果表明:锚固长度为5d和8d的试样会在试验中出现钢筋或聚脲弹性体完全被拔出的现象,试样遭到破坏;对于锚固长度为10d的试样,钢筋-聚脲弹性体及混凝土三者之间仅表现出一小部分的粘结失效,但整体强度仍能较好的发挥;(2)水工隧洞柔性连接段的接头处在经过渗透压作用后,相比于0.5MPa渗透压,渗透系数在1.0MPa、1.5MPa、2.0MPa下分别增加了11.32%、24.53%、30.19%;在0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa、2.0MPa渗透压条件下,与未进行渗透试验的试样相比,波速分别减小了1.58%、5.48%、10.21%、13.79%,孔隙率分别增大了2.61%、7.32%、10.95%、15.91%;柔性连接段接头处的微细观结构试验表明:接头处的微孔隙率及裂隙随着渗透压的增加而增多。(3)水工隧洞柔性连接段的接头处之所以出现损伤,是渗透压力的增加使得原有微孔隙的扩展及裂隙发育所导致的。微孔隙的逐渐扩展及裂隙发育,使得混凝土与聚脲弹性体连接的部位形成渗流通道,水流沿着渗流通道继续渗透,可能会造成混凝土和聚脲弹性体连接的紧密性下降,进而使得柔性连接段的接头处出现损伤,影响水工隧洞的正常运行。(4)采取在连接材料(聚脲弹性体)及混凝土表面开槽的方式设置止水后,试样渗透系数的增幅明显减小;与渗透之前的试样相比,波速分别减小了1.01%、2.22%、2.89%、3.86%,孔隙率分别增大了1.20%、3.11%、6.48%、8.40%;相比于无止水的试样,波速的减小幅度及孔隙率的增幅都明显放缓,试样中的微裂隙及微孔隙有明显减少。(5)采用在连接材料(聚脲弹性体)及混凝土表面开槽的方式设置止水,可使得混凝土与连接材料互相嵌入其内部;也可大大延长渗透水流的渗径,减小作用在接头处的渗透压力,最终减缓甚至是抑制其出现损伤。