衬砌背后空洞影响下隧道结构裂损规律试验研究
本文选题:衬砌背后空洞 + 隧道结构 ; 参考:《岩土工程学报》2017年06期
【摘要】:衬砌背后空洞的存在严重影响了围岩与衬砌之间的相互作用,极易引起衬砌结构破损并直接影响到运营安全。通过模型试验,系统研究了拱顶与拱肩背后存在双空洞条件下隧道结构裂损演化过程及衬砌结构轴力和弯矩的变化规律。模型试验结果表明:(1)衬砌背后双空洞的存在,严重影响隧道结构的受力状态,易导致衬砌结构承载力不足;(2)拱顶与右拱肩背后存在双空洞条件下衬砌裂缝出现的顺序为:仰拱内表面裂缝→空洞间衬砌内表面裂缝→拱肩空洞右侧衬砌外表面裂缝→拱顶空洞左侧衬砌内表面裂缝→左拱脚衬砌外表面裂缝→右拱腰衬砌外表面裂缝;(3)空洞尺寸变化显著改变了衬砌内力分布,空洞尺寸的增加,引起两空洞间衬砌结构轴力减小而弯矩增大,使两空洞间的衬砌结构破坏程度更严重;(4)衬砌背后空洞的位置及数量对隧道结构裂损过程有较大影响,衬砌背后存在双空洞时衬砌裂缝的传播过程更复杂。研究成果可为衬砌背后多空洞影响下衬砌裂缝病害的防治和修复提供参考。
[Abstract]:The existence of the cavity behind the lining seriously affects the interaction between the surrounding rock and the lining, which can easily cause the damage of the lining structure and directly affect the operation safety. Through model tests, the evolution process of tunnel structure crack and the variation of axial force and bending moment of lining structure under the condition of double holes behind arch roof and arch shoulder are systematically studied. The model test results show that the existence of double cavities behind the lining seriously affects the stress state of the tunnel structure. Under the condition of double cavities behind the arch roof and the right arch shoulder, the order of the lining cracks occurring is as follows: the inner surface cracks in the inverted arch and the inner surface cracks in the lining between the cavities and the inner surface cracks on the right side of the outer surface of the lining. Cracks on the left side of the Arch Top cavity the inner surface cracks on the left arch foot lining outer surface cracks on the outside surface of the left arch foot lining and the outer surface cracks on the right arched waist lining have changed the inner force distribution of the lining remarkably by changing the size of the cavity. With the increase of the size of the cavity, the axial force and bending moment of the lining structure between the two cavities decrease and the bending moment increases, which makes the damage degree of the lining structure between the two cavities more serious. (4) the location and quantity of the holes behind the lining have a great influence on the cracking process of the tunnel structure. The propagation process of lining cracks is more complicated when there are double holes behind the lining. The research results can provide reference for the prevention and repair of lining crack disease under the influence of many cavities behind the lining.
【作者单位】: 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室;北京交通大学土木建筑工程学院;
【基金】:国家自然科学基金面上项目(51378002) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2016JBM042)
【分类号】:U451.5
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,本文编号:1946639
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