襯砌裂縫對隧道穩(wěn)定性的影響與整治技術研究.pdf

1、隨著隧道的大量建設，我國隧道總長已位居世界前列。然而，在修建與營運過程中，隧道襯砌常伴隨出現(xiàn)一些病害缺陷；如脫空、裂縫、滲漏水、襯砌厚度不足、麻面等。其中，裂縫就是一種常見的病害，出現(xiàn)在隧道襯砌，時刻威脅著隧道的安全運營。然而，不同的裂縫對隧道的影響不同，有的危害大，有的危害小，有的甚至對隧道沒有危害。如何判別這一現(xiàn)象，需具體對隧道裂縫進行分析。
　　襯砌裂縫的表現(xiàn)形式五花八門，因而其分類也是多種多樣。國內外學者以其研究方式的不同

2、，分類方式也有很大的差異，本文將結合江西地區(qū)的水文地質條件、地形地貌、施工工法等對隧道襯砌裂縫進行分析。江西地區(qū)多是砂巖地質，而砂巖的流變特性明顯。當圍巖蠕變引起的襯砌內力超過混凝土的強度后，襯砌會產生次生裂縫。次生裂縫與原生裂縫不同，多處于不穩(wěn)定狀態(tài)，持續(xù)發(fā)育，對隧道的穩(wěn)定性影響巨大。
　　本文將選取江西地區(qū)典型砂巖制備試樣，進行砂巖的相關力學實驗，分析砂巖的蠕變曲線，從而確定砂巖的經驗本構模型和蠕變力學模型。采用ABAQUS有

3、限元軟件模擬圍巖蠕變作用下隧道襯砌的穩(wěn)定性，分析隧道襯砌的薄弱點（即易于開裂處）。通過模擬發(fā)現(xiàn)，蠕變作用下，拱頂的應力、變形變化最大。所受應力最大能達到2.5MPa，變形量最大能達到21mm，最容易引發(fā)裂縫。拱腰和邊墻影響較小。基于擴展有限元理論及cohesive技術，采用ABAQUS深入分析不同位置、不同角度（與隧道軸線成一定夾角）的次生裂縫，在蠕變的作用下，裂縫的擴展過程。得出隨著圍巖上覆層厚度增加，圍巖荷載呈線性增長，在軟巖蠕變作