襯砌背后空洞對隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全性的影響研究.pdf

1、隨著空洞病害廣泛的出現(xiàn)在隧道建設(shè)與運(yùn)營中，空洞病害越來越引起建設(shè)人員與研究人員的關(guān)注。以某高速公路隧道為研究對象，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際檢測發(fā)現(xiàn)的空洞狀況，運(yùn)用有限元分析的方法對空洞病害產(chǎn)生的不利影響進(jìn)行研究，主要做了以下幾個方面的工作：
　?。?）在對空洞一般成因及其危害性進(jìn)行探討總結(jié)的基礎(chǔ)上，結(jié)合所選取實(shí)際工程空洞病害的具體情形，有針對性地分析導(dǎo)致該隧道襯砌背后產(chǎn)生空洞的因素，并根據(jù)具體位置及空洞大小提出治理措施；
　?。?）選取

2、空洞現(xiàn)象比較嚴(yán)重的Ⅴ級圍巖段為研究對象，針對襯砌背后出現(xiàn)空洞及空洞群的現(xiàn)象，運(yùn)用地層結(jié)構(gòu)法進(jìn)行數(shù)值模擬分析，分別對襯砌背后存在拱頂空洞及存在雙側(cè)拱腰空洞、雙側(cè)邊墻空洞、拱頂與雙側(cè)拱腰空洞、拱頂與雙側(cè)邊墻空洞、雙側(cè)拱腰與雙側(cè)邊墻空洞等空洞群時進(jìn)行模擬分析，從空洞出現(xiàn)后襯砌截面彎矩分布形式與彎矩值的變化、圍巖總位移大小的變化及襯砌變形狀態(tài)的改變?nèi)矫鎭矸治隹斩串a(chǎn)生后對襯砌造成的不利影響，分析總結(jié)空洞及空洞群出現(xiàn)后對襯砌受力的影響規(guī)律，為空洞

3、對該隧道襯砌的不利影響提供理論基礎(chǔ)；
　?。?）在使用荷載結(jié)構(gòu)法對空洞進(jìn)行分析時，運(yùn)用圍巖壓力的相關(guān)理論，考慮空洞周圍一定范圍圍巖體出現(xiàn)壓力增大的現(xiàn)象，對拱頂襯砌背后存在空洞的現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬分析，簡要探討襯砌周圍一定范圍巖體存在壓力增大現(xiàn)象時襯砌受力狀態(tài)的變化，并對此方法進(jìn)行簡要總結(jié)評價。
　　通過所做的以上幾方面工作，簡述所得結(jié)論如下：（1）拱頂空洞使襯砌在拱頂部位由外側(cè)受壓變?yōu)閮?nèi)側(cè)受壓，彎矩值相應(yīng)發(fā)生變化，彎矩在拱腰與

4、邊墻之間的位置處增長較大；（2）存在空洞群時，拱腰至拱腳處，襯砌所受彎矩值發(fā)生較大改變，在這段部位彎矩值呈現(xiàn)較大增長的現(xiàn)象，同時拱腳處襯砌內(nèi)外側(cè)所受拉壓狀態(tài)發(fā)生改變，拱腰至拱腳部位彎矩值的較大變化增加了此段襯砌的不安全因素；（3）空洞及空洞群的出現(xiàn)對襯砌變形狀態(tài)影響最嚴(yán)重的部位也是拱腰與邊墻之間處，在此處襯砌呈現(xiàn)較大不規(guī)則變形，同時此處也是彎矩增幅較大段，若變形過大可導(dǎo)致襯砌開裂及其他病害；（4）運(yùn)用荷載結(jié)構(gòu)法對空洞分析時，雖考慮部分區(qū)