拱顶背后空洞影响下非对称连拱隧道结构裂损规律

论文摘要

通过数值模拟和模型试验,研究非对称连拱隧道拱顶背后空洞对衬砌结构裂损规律的影响。研究结果表明:1)中墙墙脚外侧是非对称连拱隧道的薄弱位置,无论空洞是否存在,衬砌结构均首先于中墙墙脚外侧发生开裂;2)拱顶背后空洞的存在导致结构裂损规律更加复杂,空洞附近产生多处开裂,并呈现出明显的非对称性,无空洞侧隧道裂损情况加剧,尤其是拱顶以及拱顶与中墙连接带;3)空洞位于大洞径一侧隧道拱顶时,对两侧隧道裂损情况均有较大影响,而空洞位于小洞径一侧时,对无空洞侧隧道裂损情况影响较小;4)空洞范围越大,对非对称连拱隧道结构裂损规律影响越显著,同等荷载条件下结构的裂损程度也更加严重;5)拱顶空洞改变了衬砌表面围岩压力的分布形式,导致拱顶附近区域产生应力集中现象,与结构裂损情况密切相关。

论文目录

• 1 数值模拟研究
•   1.1 模型建立与参数选取
•   1.2 数值模拟方案
•   1.3 空洞影响下衬砌结构渐进破坏过程
•     1.3.1 无空洞情况下结构破坏过程
•     1.3.2 左洞拱顶背后存在空洞情况下结构破坏过程
•     1.3.3 右洞拱顶背后存在空洞情况下结构破坏过程
•   1.4 空洞影响下衬砌结构裂损规律分析
•     1.4.1 空洞对衬砌结构裂损形态的影响规律
•     1.4.2 空洞对衬砌结构裂损过程的影响规律
•   1.5 衬砌表面围岩压力分布规律分析
•   1.6 空洞影响下拱顶弯矩变化规律分析
• 2 模型试验研究
•   2.1 模型试验系统
•   2.2 相似材料选择与试验步骤
•   2.3 模型试验结果
•   2.4 模型试验与数值模拟结果对比分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 闵博,张成平,张旭,宫艳萍,元腾飞

关键词: 拱顶背后空洞,非对称连拱隧道,数值模拟,模型试验,衬砌开裂,围岩压力

来源: 中南大学学报(自然科学版) 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

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: 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2017YJS146),北京市自然科学基金面上资助项目(8172037)~~

分类号: U457.2

页码: 1686-1695

总页数: 10

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