運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營中，病害隧道的出現(xiàn)也越來越引起人們的關注。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構的力學影響;并運用計算混凝土的極限抗拉壓強度的方法分析研究不同工況下空洞對隧道結構影響的安全系數(shù)，并針對不同類型的空洞提出相應的處治措施。
　　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行研究分析:豎向高度變化、環(huán)向寬度變化、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力情況及空洞下方二次襯砌的拉壓應力變化情況。當二次襯砌結構背后存在空洞時，圍巖的應力將變的更為復雜。因此為了更全面的分析空洞對隧道結構的整體穩(wěn)定性的影響，本文特引入混凝土的極限抗拉壓強度分析得出隧道結構的安全系數(shù)，研究空洞對圍巖結構穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　為了分析在隧道運營

3、過程中空洞對圍巖體的影響，進行了依托工程隧道在不同空洞條件下的圍巖和支護結構變形及受力特性分析。結果表明:①在Ⅴ級圍巖條件下修建隧道，當二次襯砌結構拱頂背后存在空洞時，空洞對整個結構體的位移及空洞附近圍巖拉壓應力影響不大;②當空洞的各向尺寸減小時，空洞下方二次襯砌應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結構受力影響最大;③并得出了空洞環(huán)向尺寸為隧道內(nèi)輪廓線的1/7時隧道結構受力發(fā)生轉變。
　　最后總結出空洞對隧道結構安全