浅埋偏压隧道衬砌结构开裂机理及损伤失效分析

浅埋偏压隧道衬砌结构开裂机理及损伤失效分析

论文摘要

在浅埋、偏压等不利地质条件下隧道衬砌结构易发生开裂、渗漏水等病害,衬砌开裂及渗漏水的存在降低了结构的耐久性和承载力,影响结构的安全使用性能。为分析浅埋偏压条件下隧道衬砌结构受力变形特征及稳定性情况,基于扩展有限元原理,采用ABAQUS软件对不同的上覆岩层厚度条件下隧道衬砌结构空间受力特征、裂缝扩展情况及混凝土单元损伤失效程度等进行了模拟分析。研究结果表明,在浅埋偏压条件下,当上覆岩层厚度未超过7m时,隧道衬砌结构均出现不同程度的开裂现象,裂缝位置均大致位于A洞右拱脚位置。当上覆岩层厚度分别为3.5m、4m和5m时,隧道初期支护出现了贯通的纵向裂缝,当上覆岩层厚度为7m时,隧道初支沿走向出现了多条轻微不连续的纵向裂缝。随着上覆岩层厚度的增大,隧道衬砌结构损伤程度呈降低趋势,偏压的影响逐渐减小。

论文目录

  • 1 衬砌裂缝扩展有限元基本原理
  • 2 衬砌结构扩展有限元分析与计算
  •   2.1 隧道模型尺寸及计算工况
  •   2.2 围岩及衬砌结构
  • 3 开挖步骤及模型计算
  • 4 隧道衬砌结构开裂变形情况分析
  •   4.1 衬砌结构开裂模拟
  •   4.2 衬砌结构单元开裂损伤分析
  • 5 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张庆海,金能龙,张胜,谷淡平

    关键词: 隧道工程,衬砌结构,裂缝扩展,损伤失效,稳定性,分析

    来源: 公路 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 湖南高速铁路职业技术学院,湖南城市学院土木工程学院,湖南工学院建筑工程与艺术设计学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目,项目编号51608183,湖南省教育厅科研项目,项目编号13C215

    分类号: U457

    页码: 315-320

    总页数: 6

    文件大小: 324K

    下载量: 216

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