基于荷载结构法的隧道拱顶欠厚脱空内力修正计算模型

作     者：邵帅 伍毅敏 傅鹤林 张家威 冯升 黄乐 SHAO Shuai;WU Yimin;FU Helin;ZHANG Jiawei;FENG Sheng;HUANG Le

作者机构：中南大学土木工程学院长沙410075 湖北省交通规划设计院股份有限公司武汉430051 

基　　金：浙江省交通运输厅科技计划项目(2020002) 武汉铁路局科技研究开发计划(19G09) 

出 版 物：《现代隧道技术》 (Modern Tunnelling Technology)

年 卷 期：2022年第59卷第S01期

页      码：188-196页

摘      要：拱顶欠厚脱空是隧道衬砌常见的病害,欠厚脱空会导致衬砌应力状态发生改变,造成衬砌开裂、掉块等问题。基于衬砌结构计算的结构力学法,考虑轴线偏移及界面厚度连续变化对内力的影响,提出隧道拱顶存在欠厚脱空时的内力修正计算方法。通过案例分析,分析不同高度的拱顶欠厚脱空衬砌的内力变化规律,对脱空衬砌安全性进行评价,结果表明:拱顶欠厚脱空显著影响衬砌内力,造成衬砌轴力整体减小,脱空边界外侧出现正弯矩,衬砌下表面出现拉应力,且随着脱空高度的增加,弯矩值与拉应力值逐渐增大。当拱顶脱空高度由0.1 m增加至0.5 m时,衬砌拱顶轴力由786.12 kN减小至456.65 kN,减小幅度为41.91%;脱空边界外侧最大正弯矩由79.36 kN·m增大至238.94 kN·m,增大201.08%。当脱空高度达到0.5 m时,最大拉应力达到3.172 MPa,超过衬砌混凝土抗拉强度,造成衬砌开裂。此外,拱顶脱空会造成脱空边界外侧安全系数减小。当脱空高度较大时,脱空边界外侧出现危险截面,对结构安全产生不利影响。

主 题 词：隧道衬砌 拱顶脱空 修正计算 安全性分析 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13807/j.cnki.mtt.2022.S1.022

馆 藏 号：203115563...