水工隧洞襯砌缺陷對其受力影響及應(yīng)對技術(shù)研究.pdf

1、隧道隱蔽工程多，建設(shè)中難免存在襯砌背后空洞、襯砌厚度不足等缺陷，水工隧洞也是如此，且水工隧洞均富水，水的存在可能會對隧洞的運(yùn)行安全產(chǎn)生影響，因此有必要對富水環(huán)境下隧洞襯砌缺陷對其影響進(jìn)行研究，并提出相應(yīng)的應(yīng)對技術(shù)。
　　本文在前人研究基礎(chǔ)上展開工作，主要工作及結(jié)論如下：
　　（1）通過文獻(xiàn)調(diào)研了解常見隧洞襯砌缺陷存在位置及缺陷現(xiàn)狀，為擬定數(shù)值模擬方案提供必要參數(shù)。
　?。?）基于流固耦合理論，通過有限元數(shù)值軟件建立襯砌

2、背后存在空洞的水工隧洞模型，分析了空洞位置、大小及內(nèi)水壓力等因素對襯砌受力特征的影響。分析表明襯砌背后空洞缺陷會影響隧洞襯砌受力分布，尤其是空洞附近襯砌受空洞位置、大小及內(nèi)水壓力影響較大，隧洞充水前，襯砌各處應(yīng)力為“外側(cè)受壓，內(nèi)側(cè)受拉”，拉、壓應(yīng)力均較小，充水后應(yīng)力分布規(guī)律基本不變，但是應(yīng)力值有較大幅度增大；若襯砌背后存在空洞，其附近的襯砌應(yīng)力分布向“外側(cè)受拉，內(nèi)側(cè)受壓”趨勢轉(zhuǎn)變，在這個趨勢轉(zhuǎn)變過程中會出現(xiàn)全截面受拉的狀態(tài)，此狀態(tài)對襯砌

3、結(jié)構(gòu)很不利，尤其是內(nèi)水壓力較大的情況下，但空洞較遠(yuǎn)處應(yīng)力分布規(guī)律基本不受上述因素影響。
　?。?）考慮內(nèi)水外滲固耦合作用，通過有限差分軟件FLAC3D建立襯砌厚度不足的水工隧洞模型，分析了襯砌厚度不足位置、缺陷程度及內(nèi)水大小對襯砌受力特征的影響。分析表明襯砌厚度不足缺陷對襯砌背后水壓及襯砌有效應(yīng)力影響規(guī)律和空洞類似，但是需要襯砌厚度不足嚴(yán)重到一定程度全截面受拉工況才比較明顯，也隨著內(nèi)水壓力增大而顯著增大。由此可知，當(dāng)襯砌本身存在缺