富水巖溶地層大斷面公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)特征研究.pdf

1、近年來(lái)隨著我國(guó)公路交通事業(yè)的不斷發(fā)展，以及交通量的日益增長(zhǎng)，三車道及其以上的大斷面特長(zhǎng)公路隧道不斷涌現(xiàn)。在我國(guó)西南地區(qū)，特長(zhǎng)隧道往往會(huì)穿越富水巖溶地層，對(duì)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(jié)構(gòu)將承受一定的水壓力，如遇襯砌背后存在空洞，將使結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜化并危及隧道結(jié)構(gòu)的安全，因此，亟需開(kāi)展扁平大斷面隧道結(jié)構(gòu)的受力特性研究。
　　本論文依托重慶雙碑隧道工程，通過(guò)結(jié)構(gòu)內(nèi)力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、室內(nèi)縮尺試驗(yàn)

2、以及數(shù)值模擬相結(jié)合的手段，對(duì)扁平特大斷面隧道的結(jié)構(gòu)內(nèi)力特點(diǎn)和破壞形態(tài)進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　1)利用依托工程，選取了Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖富水地層代表性斷面進(jìn)行襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，分別對(duì)“以堵為主”和“以排為主”地段的隧道結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和安全系數(shù)進(jìn)行了對(duì)比，分析了三車道和緊急停車帶斷面的結(jié)構(gòu)的安全性，得出了隧道結(jié)構(gòu)安全性的控制部位。
　　2)開(kāi)展縮尺模型試驗(yàn)，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(duì)三車道及緊急停車帶斷面襯砌結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行了測(cè)試，分析了隧道結(jié)構(gòu)破壞形態(tài)，得出了結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)內(nèi)力隨水壓力的變化規(guī)律，給出了類似結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫時(shí)的臨界水頭高度建議值。
　　3)基于流固耦合機(jī)理，運(yùn)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(duì)二次襯砌背后水壓力、襯砌內(nèi)力及安全系數(shù)進(jìn)行了