運(yùn)營隧道拱頂襯砌背后空洞的影響與對策研究.pdf

1、隨著我國越來越多的隧道投入到運(yùn)營中，病害隧道的出現(xiàn)也越來越引起人們的關(guān)注。故選取對隧道穩(wěn)定性影響較大的病害——空洞作為研究對象。
　　本文以小埡口隧道為背景，采用數(shù)值模擬的方法研究運(yùn)營隧道拱頂二次襯砌背后存在不同形狀、不同尺寸的空洞對隧道結(jié)構(gòu)的力學(xué)影響;并運(yùn)用計(jì)算混凝土的極限抗拉壓強(qiáng)度的方法分析研究不同工況下空洞對隧道結(jié)構(gòu)影響的安全系數(shù)，并針對不同類型的空洞提出相應(yīng)的處治措施。
　　本文將隧道拱頂空洞在橫斷面上簡化為矩形和三

2、角形兩種不同的形狀。主要針對這兩種形狀空洞的三方面變化情況進(jìn)行研究分析:豎向高度變化、環(huán)向?qū)挾茸兓?、縱向長度變化。通過這三種不同工況的分析得出隧道圍巖體的位移應(yīng)力情況及空洞下方二次襯砌的拉壓應(yīng)力變化情況。當(dāng)二次襯砌結(jié)構(gòu)背后存在空洞時(shí)，圍巖的應(yīng)力將變的更為復(fù)雜。因此為了更全面的分析空洞對隧道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性的影響，本文特引入混凝土的極限抗拉壓強(qiáng)度分析得出隧道結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，研究空洞對圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　為了分析在隧道運(yùn)營

3、過程中空洞對圍巖體的影響，進(jìn)行了依托工程隧道在不同空洞條件下的圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)變形及受力特性分析。結(jié)果表明:①在Ⅴ級圍巖條件下修建隧道，當(dāng)二次襯砌結(jié)構(gòu)拱頂背后存在空洞時(shí)，空洞對整個結(jié)構(gòu)體的位移及空洞附近圍巖拉壓應(yīng)力影響不大;②當(dāng)空洞的各向尺寸減小時(shí)，空洞下方二次襯砌應(yīng)力有不同程度的降低而空洞環(huán)向尺寸的變化對襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)受力影響最大;③并得出了空洞環(huán)向尺寸為隧道內(nèi)輪廓線的1/7時(shí)隧道結(jié)構(gòu)受力發(fā)生轉(zhuǎn)變。
　　最后總結(jié)出空洞對隧道結(jié)構(gòu)安全