公路隧道襯砌裂縫的災(zāi)演機(jī)理.pdf

1、公路隧道襯砌開裂，是公路隧道中最常見的一種病害，它是長(zhǎng)期存在的一個(gè)難題，對(duì)隧道的工程質(zhì)量及使用時(shí)的交通安全都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。如今運(yùn)營(yíng)中的隧道大多數(shù)是處于帶著裂縫工作的狀態(tài)，因此，我們?cè)趯?duì)運(yùn)營(yíng)中的襯砌進(jìn)行評(píng)估時(shí)，考慮裂縫對(duì)襯砌的影響非常有必要，否則將有極大的局限性。襯砌開裂的原因多樣且復(fù)雜，譬如圍巖類型及節(jié)理分布隨機(jī)、襯砌空洞和襯砌厚度不足、爆破對(duì)結(jié)構(gòu)造成的擾動(dòng)、以及施工不規(guī)范。因此，目前的研究很難揭示隧道襯砌、二襯襯砌以及圍巖的共同作

2、用。
　　本文主要基于離散元軟件PFC，對(duì)不同工況下隧道襯砌進(jìn)行數(shù)值模擬，根據(jù)隧洞開挖卸荷效應(yīng)計(jì)算出開挖荷載后公路隧道帶裂隙二襯中應(yīng)力分布規(guī)律，來模擬隧洞中帶裂縫襯砌的裂紋擴(kuò)展機(jī)理。本文主要內(nèi)容如下：
　?、偈占治鰢?guó)內(nèi)外的公路隧道襯砌裂縫文獻(xiàn)，整理已有的隧道裂縫評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。并且總結(jié)公路隧道襯砌裂縫開裂的原因、危害以及襯砌裂縫的分類方式，為后期公路隧道襯砌裂紋擴(kuò)展的模擬奠定基礎(chǔ)?，F(xiàn)已有的評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)大都針對(duì)的是鐵路隧道襯砌裂縫，并

3、且由于現(xiàn)實(shí)中隧道襯砌的裂紋深度并不容易得到，故評(píng)價(jià)體系考慮的大多是寬度與長(zhǎng)度的影響，關(guān)于裂紋深度對(duì)隧道襯砌影響的研究很少。為了發(fā)掘裂紋深度對(duì)隧道襯砌的影響規(guī)律，本文重點(diǎn)模擬了裂紋深度對(duì)公路隧道襯砌的影響。
　?、趯II、IV、V、VI級(jí)圍巖對(duì)隧道襯砌的影響簡(jiǎn)化為豎向均布荷載與水平均布荷載，并且根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D70-2004)計(jì)算出其具體值，得到模型的加載荷載?；陔x散元軟件PFC單軸壓縮模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)C30混凝

4、土的細(xì)觀參數(shù)的標(biāo)定，在結(jié)合已得到的荷載完成隧道襯砌模型的建立。
　　③在V級(jí)圍巖、二襯厚度為50cm、埋深為27m的工況下，分別在拱腰、拱肩、拱頂位置，預(yù)設(shè)寬度為10mm深度為100mm、200mm、300mm、400mm的四種裂縫來模擬不同裂紋深度對(duì)隧道襯砌的影響，并從模型穩(wěn)定時(shí)裂紋最終擴(kuò)展的條數(shù)、隧道襯砌產(chǎn)生的最大位移與最大速度、滑動(dòng)粘結(jié)裂紋條數(shù)及裂紋張開度四個(gè)方面對(duì)裂紋深度對(duì)隧道襯砌的影響進(jìn)行總結(jié)。
　　④在PFC3D