富水巖溶地層大斷面公路隧道襯砌結構力學特征研究.pdf

1、近年來隨著我國公路交通事業(yè)的不斷發(fā)展，以及交通量的日益增長，三車道及其以上的大斷面特長公路隧道不斷涌現(xiàn)。在我國西南地區(qū)，特長隧道往往會穿越富水巖溶地層，對于“以排為主”的隧道，如遇陣發(fā)性大量降雨或者隧道排水系統(tǒng)堵塞失效的情況下，隧道結構將承受一定的水壓力，如遇襯砌背后存在空洞，將使結構受力復雜化并危及隧道結構的安全，因此，亟需開展扁平大斷面隧道結構的受力特性研究。
　　本論文依托重慶雙碑隧道工程，通過結構內力現(xiàn)場測試、室內縮尺試驗

2、以及數(shù)值模擬相結合的手段，對扁平特大斷面隧道的結構內力特點和破壞形態(tài)進行了研究，主要研究內容和成果如下:
　　1)利用依托工程，選取了Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖富水地層代表性斷面進行襯砌結構內力現(xiàn)場測試，分別對“以堵為主”和“以排為主”地段的隧道結構的內力和安全系數(shù)進行了對比，分析了三車道和緊急停車帶斷面的結構的安全性，得出了隧道結構安全性的控制部位。
　　2)開展縮尺模型試驗，利用圍巖壓力加載裝置和非圓形斷面均勻水壓加載裝置分別模擬

3、圍巖壓力和水壓力的作用，考慮不同水頭高度、襯砌背后空洞位置等影響因素，對三車道及緊急停車帶斷面襯砌結構受力進行了測試，分析了隧道結構破壞形態(tài)，得出了結構受力特點、結構內力隨水壓力的變化規(guī)律，給出了類似結構出現(xiàn)裂縫時的臨界水頭高度建議值。
　　3)基于流固耦合機理，運用有限差分軟件FLAC3D建立了15組數(shù)值模型，假定隧道排水系統(tǒng)失效，考慮不同水壓力的作用（0/10m/20m/30m），對二次襯砌背后水壓力、襯砌內力及安全系數(shù)進行了