襯砌背后空洞對隧道圍巖壓力分布規(guī)律的影響研究.pdf

1、隨著隧道運(yùn)營數(shù)量的不斷增加，運(yùn)營時間的不斷增長，已有大量的隧道出現(xiàn)了不同程度的病害現(xiàn)象，如襯砌變形、裂損、道床損壞、結(jié)構(gòu)滲漏水等，嚴(yán)重威脅著隧道內(nèi)的行車安全。造成隧道出現(xiàn)病害的原因有很多，其中，襯砌背后存在空洞是主要原因之一。襯砌背后存在空洞改變了襯砌與圍巖的相互作用關(guān)系，惡化了襯砌的受力狀態(tài)，造成了襯砌病害的產(chǎn)生。準(zhǔn)確的確定襯砌的受力狀態(tài)對隧道病害的預(yù)防及治理具有重要的意義。
　　為明確空洞存在下襯砌的受力狀態(tài)，本文采用數(shù)值模擬

2、的方法對襯砌背后存在空洞時圍巖壓力分布規(guī)律、諸如隧道埋深、圍巖級別等因素對圍巖壓力分布的影響規(guī)律及空洞存在時襯砌安全系數(shù)計算的模型等進(jìn)行了研究，得出以下主要研究結(jié)論:
　　(1)襯砌背后存在空洞，改變了荷載的傳遞路徑，改變了圍巖壓力的分布規(guī)律，在空洞兩側(cè)形成了圍巖壓力增大區(qū)和圍巖壓力減小區(qū)。
　　(2)定義了壓應(yīng)力平均增大系數(shù)及壓應(yīng)力增大范圍兩個參數(shù)來表征圍巖壓力增大區(qū)的特征，得出壓應(yīng)力平均增大系數(shù)隨圍巖級別、隧道埋深及襯砌

3、厚度的增加，而呈逐漸減小的趨勢，隨開挖范圍及釋放系數(shù)的增加而呈逐漸增大的趨勢;壓應(yīng)力增大范圍隨空洞范圍、圍巖級別、隧道埋深及襯砌厚度的增大而呈逐漸增大的趨勢，隨釋放系數(shù)的增大呈逐漸減小的趨勢。
　　(3)對于空洞組合而言，當(dāng)空洞范圍較小，空洞相距較遠(yuǎn)時，空洞群之間疊加效應(yīng)較小，圍巖壓力分布及襯砌變形規(guī)律與單空洞相同;當(dāng)空洞范圍較大或相距較近時，兩空洞間存在疊加區(qū)域，會改變疊加區(qū)域內(nèi)的圍巖壓力分布，降低疊加區(qū)域內(nèi)襯砌的安全系數(shù)。