襯砌裂縫對隧道穩(wěn)定性的影響與整治技術(shù)研究.pdf

1、隨著隧道的大量建設(shè)，我國隧道總長已位居世界前列。然而，在修建與營運(yùn)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(shí)刻威脅著隧道的安全運(yùn)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(jìn)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(nèi)外學(xué)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(jié)合江西地區(qū)的水文地質(zhì)條件、地形地貌、施工工法等對隧道襯砌裂縫進(jìn)行分析。江西地區(qū)多是砂巖地質(zhì)，而砂巖的流變特性明顯。當(dāng)圍巖蠕變引起的襯砌內(nèi)力超過混凝土的強(qiáng)度后，襯砌會產(chǎn)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(jìn)行砂巖的相關(guān)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，分析砂巖的蠕變曲線，從而確定砂巖的經(jīng)驗(yàn)本構(gòu)模型和蠕變力學(xué)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(diǎn)（即易于開裂處）。通過模擬發(fā)現(xiàn)，蠕變作用下，拱頂?shù)膽?yīng)力、變形變化最大。所受應(yīng)力最大能達(dá)到2.5MPa，變形量最大能達(dá)到21mm，最容易引發(fā)裂縫。拱腰和邊墻影響較小。基于擴(kuò)展有限元理論及cohesive技術(shù)，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(kuò)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