摘要：隧道投入运营后,受周边工程活动、雨水下渗等因素影响容易引起围岩裂化,以致拱部松动荷载增加,衬砌出现较大变形、甚至开裂,严重影响结构继续服役能力,有必要合理评价结构健康状态,提出相应的维修处治方案,延长其使用寿命.目前针对松动荷载作用下衬砌结构健康状态评价方法的研究相对较少,已有成果多是采用定性评价指标,缺乏结构剩余承载力的量化评价依据,不利于维修处治方案的确定.本文利用室内模型试验及数值仿真手段,研究不同围岩条件下结构受力变形规律及破坏特征,探明松动荷载作用下结构损伤演化机理,提炼结构健康评价关键指标,制定基于承载力的健康度分级标准,指导结构健康状态的评价工作.通过研究,提出:拱顶松动荷载下衬砌破坏过程分为三个阶段:以拱顶开裂、主裂缝张开为分界点,破坏时拱顶内侧、拱腰外侧钢筋拉断,形成三铰拱体系;衬砌结构承受相同荷载100kPa时,抗力系数1.58MPa/m的工况拱顶下沉3.3cm,抗力系数200MPa/m的工况拱顶下沉0.23cm;抗力系数从1.58MPa/m增大到200MPa/m时,极限承载力从196kPa增大到1840kPa;以衬砌开裂、拱顶下沉3cm、拱顶钢筋屈服、拱腰钢筋屈服、拱顶钢筋拉断为关键节点,制定了衬砌结构健康度的5级划分标准,并以拱顶下沉及边墙收敛作为简易评价指标.
