国内路网的完善,需要修建大量的隧道工程。在地下水丰富的地区,将不可避免的遇到隧道水压力问题,在当今环保要求较高的情况下,隧道修建时必须改变以往“以排为主、排堵结合”的治水方案,采取“以堵为主、限量排放”的治水方案,这样隧道的修建就应该考虑水压力的荷载作用。因此,确定隧道是否承受水压力,承受多大的水压力,研究隧道在水压力作用下围岩和衬砌背后的水压力分布规律就具有突出的工程实践应用价值。 本文主要通过模型试验的方式来解决隧道水压方面的两个问题,即: 1.若隧道上方存在“不透水层”,“不透水层”厚度和层上水头高度两者关系如何时隧道可考虑不承受水压力; 2.若已知存在不透水层,不透水层内的水压力分布规律如何。 模型试验主要分为粘土的渗透系数试验、测试粘土的起始水力坡降试验和测试不透水粘土层内水压力分布试验三部分。本文还结合理论研究的方法对粘土层的起始水力坡降、达西定律的适用范围以及隔水层的具体定义都做了详细的阐述。 本文通过试验得出了测试所用粘土的起始水力坡降范围,粘土的起始水力坡降和粘土含水量及渗透系数的关系,得到了不透水粘土层内的测试水压力分布规律。从试验结果可以看出,粘土中的测试水压力与理论上的静水压相比有大幅度的下降,粘土的渗透系数每下降一个数量级,反应出在粘土中的测试水压下降非常明显。论文所得结论适用于任何与论文中所用粘土渗透系数相当的渗透介质,如密实围岩、完整围岩或者初期喷混凝土等,因此,论文的结论对实际工程具有一定的指导价值。