组合缺陷影响下衬砌结构受力特征分析
发布时间：2021-09-03 01:11
以云南山区某2车道公路隧道为依托,建立基于围岩压力修正的荷载-结构模型。通过引入衬砌安全性影响系数,开展衬砌背后空洞和厚度不足组合缺陷影响下的衬砌受力特征分析。研究结果表明:衬砌厚度不足和背后空洞的存在会改变衬砌局部刚度及其与围岩的接触状态,从而引起衬砌内力重分布。衬砌缺陷的影响主要集中在缺陷处及其邻近部位,缺陷程度越大,衬砌受影响范围越大;缺陷影响范围内的衬砌轴力减小、弯矩增大,安全系数降低,恶化了结构受力状态。当拱顶存在组合缺陷时,衬砌安全性影响系数随着缺陷程度的增加基本呈线性增长,而当单侧或双侧拱腰存在组合缺陷时呈双线性增长规律。比较而言,背后空洞对结构安全性的影响更大;拱腰组合缺陷的影响大于拱顶部位,较小的组合缺陷就会对结构安全性造成较大影响。
【文章来源】：铁道科学与工程学报. 2020,17(08)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
修正荷载-结构计算模型
为便于分析，表2中，衬砌背后空洞用符号“V”及其对应角度表示，减薄用符号“T”及其对应减薄比表示。如V30T0.125表示衬砌空洞30°且减薄比0.125的组合缺陷。2.3 缺陷对衬砌安全性影响的评价方法
当隧道拱顶存在组合缺陷时，衬砌各截面轴力随缺陷程度的增加均逐渐减小，而衬砌弯矩受影响范围主要集中在空洞及其临近范围，其弯矩值出现反转，并随缺陷程度的增加逐渐增大，余下部位弯矩变化较小。如从无缺陷到拱顶空洞30°且厚度减薄1/8时，拱顶部位轴力由221 kN减小至184.1 kN；弯矩由37.1 kN·m变为-19.5 kN·m，该部位由内侧受拉状态变为外侧受拉状态。相同减薄比条件下(δ=1/8)，拱顶空洞范围由30°增大到60°时，轴力减小了60.4 kN，弯矩增大了17.2 kN·m，变化较明显。相同空洞范围条件下(θ=30°)，拱顶减薄比由1/8到1/2，轴力仅减小8.2 kN，弯矩增大了0.2 kN·m，变化较小。说明衬砌内力受空洞的影响更大。图4 单侧拱腰组合缺陷时的衬砌内力分布
本文编号：3380101
【文章来源】：铁道科学与工程学报. 2020,17(08)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
修正荷载-结构计算模型
为便于分析，表2中，衬砌背后空洞用符号“V”及其对应角度表示，减薄用符号“T”及其对应减薄比表示。如V30T0.125表示衬砌空洞30°且减薄比0.125的组合缺陷。2.3 缺陷对衬砌安全性影响的评价方法
当隧道拱顶存在组合缺陷时，衬砌各截面轴力随缺陷程度的增加均逐渐减小，而衬砌弯矩受影响范围主要集中在空洞及其临近范围，其弯矩值出现反转，并随缺陷程度的增加逐渐增大，余下部位弯矩变化较小。如从无缺陷到拱顶空洞30°且厚度减薄1/8时，拱顶部位轴力由221 kN减小至184.1 kN；弯矩由37.1 kN·m变为-19.5 kN·m，该部位由内侧受拉状态变为外侧受拉状态。相同减薄比条件下(δ=1/8)，拱顶空洞范围由30°增大到60°时，轴力减小了60.4 kN，弯矩增大了17.2 kN·m，变化较明显。相同空洞范围条件下(θ=30°)，拱顶减薄比由1/8到1/2，轴力仅减小8.2 kN，弯矩增大了0.2 kN·m，变化较小。说明衬砌内力受空洞的影响更大。图4 单侧拱腰组合缺陷时的衬砌内力分布
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