衬砌背后空洞对连拱隧道结构受力和破坏的影响研究

张旭; 黄诗闵; 许有俊; 满忠昂

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衬砌背后空洞对连拱隧道结构受力和破坏的影响研究

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为研究衬砌背后空洞而诱发的连拱隧道结构破坏机制及解决维修整治难题,以衬砌背后存在空洞时的连拱隧道为研究对象,通过相似模型试验和有限元数值模拟,研究空洞位置及尺寸变化时连拱隧道围岩压力分布、结构安全状态及破坏演化规律。结果表明:1)因为衬砌背后空洞的存在,连拱隧道内侧拱肩的土压力大于外侧拱肩,雁形区承受较大的围岩荷载;2)空洞位置发生变化时,空洞同侧隧道拱顶、拱腰裂缝的形态及传播规律差距显著,空洞对侧隧道以及连拱隧道底部的影响相对较小;3)当空洞位于中墙顶部时,拱顶安全系数比空洞位于其他位置时更小,而裂缝尺寸更大,且拱顶裂缝最早出现;4)随左洞拱顶空洞尺寸的增加,中墙与右洞拱部交接处越容易产生裂缝,连拱隧道破坏程度越严重,空洞角度比空洞深度对连拱隧道结构破坏影响更明显,空洞角度的增加使得空洞区域内、空洞左侧边缘及左拱脚的裂缝更早出现。研究揭示了空洞位置及尺寸变化时的连拱隧道裂缝分布规律及扩展过程,建议对连拱隧道衬砌背后形成大尺寸的空洞及时进行注浆充填。

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来源
《隧道建设（中英文）》 |2022年第1期|90-102|共13页
作者
张旭; 黄诗闵; 许有俊; 满忠昂;
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作者单位

内蒙古科技大学土木工程学院;

内蒙古科技大学矿山安全与地下工程院士工作站;

内蒙古科技大学内蒙古自治区高校城市地下工程技术研究中心;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类隧道工程;
关键词
连拱隧道; 结构破坏; 模型试验; 衬砌背后空洞;

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