外水压下大断面公路隧道衬砌结构受力特性模型试验

发布时间：2017-08-21 08:28

  本文关键词：外水压下大断面公路隧道衬砌结构受力特性模型试验

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【摘要】：矿山法修建的山岭隧道有的情况下对地下水采取排导式处理方案。当衬砌背后来水量超出排水系统能力时,将引起衬砌背后外水压增高,甚至导致隧道衬砌结构破坏。自行研制了隧道衬砌外水压力模拟加载试验装置,该装置通过形成负压环境,利用隧道结构模型内外气压差来实现外水压的模拟。基于隧道-地层复合模拟试验平台,开展了外水压下大断面公路隧道衬砌结构受力特性的室内加载模型试验。结果表明:衬砌结构在水土压力共同作用下,轴力呈锥形分布,拱脚轴力大于仰拱和拱部;弯矩呈蝴蝶型分布,拱脚处承受外弯矩,仰拱及拱顶承受内弯矩;轴力、弯矩随水压增加大致呈线性增大,偏心距逐渐减小,拱脚位置具有最大的偏心距,为外水压下隧道衬砌结构受力的最不利位置;依托隧道工程三车道及加宽带衬砌结构产生渗透性裂缝的外水压力分别为330k Pa和420k Pa,开裂裂缝主要出现在左右拱脚区域的外侧及仰拱内侧,为受拉开裂破坏,且随着外水压的增加,裂缝的渗透性急剧增大。此研究可为大断面公路隧道排水型衬砌在外水压力作用下结构安全评估提供参考。
【作者单位】： 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室;四川公路桥梁建设集团公司;
【关键词】： 外水压 公路隧道 衬砌 内力特性 模型试验
【基金】：国家自然科学基金(51278422,51578460) “十二五”国家科技支撑计划(2012BAG05B03) 四川省青年科技基金(2012JQ0021)
【分类号】：U451.4
【正文快照】： 引言地下水处治是岩溶地层发育、水文地质复杂条件下修建隧道工程面临的重大挑战之一,处治不当将威胁隧道施工安全,恶化隧址区水环境[1]。隧道工程地下水的处治方式主要包括:排导方式、全封堵方式以及堵水限排方式等[2]。其中,全封堵方式由于衬砌要承受同地下水水头基本相当的

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本文编号：711849