针对孔隙含水稳定岩层中地下工程结构的水害问题,进行了以下研究。首先,研究了孔隙水压力对岩石力学参数的影响,通过理论解析、数值模拟掌握了孔隙水压力等因素对岩石物理力学参数的影响规律;其次,研究了孔隙水压力作用下井壁结构的等效水力荷载,揭示了孔隙含水稳定岩层中地下结构水力荷载的形成机理—类同于围岩热胀冷缩引起的结构荷载,孔隙水压变化致胀或致缩围岩孔隙,进而引起地下结构荷载变化,并且基于该机理,建立了孔隙含水岩层与地下结构相互作用的力学模型,获得了水力荷载的解析解,掌握了地下结构和围岩物理力学参数和几何参数影响水力荷载的规律,发现了结构和围岩接触面接触状态对水力荷载的影响,在未发生剥离的接触面,水力荷载一般不超过2倍围岩孔隙率的静水压,在发生剥离的接触面,水力荷载数值近似等于静水压力;第三,研究了稳定含水岩层地下结构变形规律和破坏模式,试验发现结构和围岩的局部剥离使得结构变形在竖向和水平方向均呈现较大的不均匀性,成为“破坏弱面”,破裂模式以局部渗水、破裂出水为主;第四,提出了孔隙含水稳定岩层中地下工程设计的合理建议,水力荷载是衬砌设计要考虑的关键因素,衬砌应具有合理的强度和刚度,既要有足够的刚度降低衬砌与围岩发生剥离的风险,同时又要合理降低高压孔隙水的影响;最后,结合工程实践,提出了治理孔隙含水稳定岩层中地下工程孔隙水水害的技术路线。项目资助发表论文5篇,授权发明专利3项。培养博士研究生1名,硕士研究生1名。项目投入经费82万元,支出82万元,各项支出基本与预算相符。 2100433B