基于围岩浸水的黄土公路隧道衬砌开裂分析

作     者：宋维龙 来弘鹏 刘禹阳 杨文辉 朱志铎 SONG Wei-long;LAI Hong-peng;LIU Yu-yang;YANG Wen-hui;ZHU Zhi-duo

作者机构：东南大学岩土工程研究所江苏南京210096 长安大学陕西省公路桥梁与隧道重点实验室陕西西安710064 

基　　金：国家自然科学基金项目(51378071) 国家重点基础研究发展计划("九七三"计划)项目(2015CB057803) 陕西省自然科学基金项目(2014KJXX-53 2014SZS19-Z01) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2014G3213006 310821163302) 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2018年第31卷第5期

页      码：117-126,150页

摘      要：针对甘肃省境内某黄土公路隧道的衬砌开裂现状,采用统计分析的方法对隧道衬砌裂缝的分布特征进行了系统研究;通过有限元数值模拟,详细分析了多种围岩浸水工况下隧道结构的变形规律和应力特征,并将数值模拟结果与隧道现场裂缝分布特征进行对比,给出了围岩浸水恶化条件下衬砌结构开裂的原因、规律和特征。研究结果表明:地表水通过土体裂缝入渗是衬砌开裂的主要原因,衬砌裂缝主要分布于拱部和边墙;围岩发生浸水后,浸水范围内的土体强度降低,失去承载力,隧道上部围岩下沉,挤压衬砌结构;随着围岩浸水范围的扩大,隧道结构的受力与变形状态逐渐恶化,结构呈压扁趋势且产生偏压,引起拱部内表面被拉裂,边墙内表面由于局部压应力过大产生开裂;拱部开裂先于边墙且开裂情况最为严重,隧道上下行线相邻两边墙衬砌开裂情况较另外两边墙严重,数值模拟结果与现场衬砌裂缝特征基本吻合;在相似工程条件的黄土隧道设计时,应加强隧道拱部结构的抗拉性能和边墙结构的抗压性能。

主 题 词：隧道工程 衬砌开裂 数值模拟 开裂机理 围岩浸水 

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：10.19721/j.cnki.1001-7372.2018.05.014

馆 藏 号：203292931...