Stokes二阶波作用下斜坡海床中盾构隧道周围砂土渗流压力响应分析

目前针对波浪作用下海底盾构隧道周围渗流场的既有理论研究一般将衬砌考虑为不透水介质，较少考虑隧道衬砌的渗透性，尤其是较少考虑海底斜坡地形下波浪非线性带来的影响。首先基于斜坡海床表面的动力边界条件，得到Stokes非线性波作用下自由海床的Biot固结孔压响应；其次，采用镜像法建立了由于隧道存在引起的砂土体摄动压力控制方程，并利用砂土与衬砌间渗流连续条件获得了该方程的Fourier级数展开解析解；接着，采用叠加原理得到了Stokes波作用下斜坡海床中隧道周围砂土的渗流压力响应解答；最后，将理论解析解与数值结果及已有的试验结果进行对比，获得了较好的一致性。此外，针对波浪敏感参数(波长、周期、形态)、海床敏感参数(海床渗透性、剪切模量、饱和度、坡度)及隧道敏感参数(衬砌厚度、渗透性、埋深)进行了影响因素分析。结果表明：随着波浪周期及波长增加，衬砌外超静孔压明显增加；随着水深沿斜坡方向减小，Airy波和Stokes波理论在适用范围内(d/L>0.125,d为海水深度，L为波长)，获得的波浪压力差异明显增加，前者会低估隧道周围的超静孔隙水压力；当海床渗透系数较大时(k_s&...