考虑围岩蠕变和衬砌损伤的隧道结构变形时空效应研究

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隧道建成后围岩蠕变是岩石变形的最主要的因素,但是在隧道设计中往往忽略了蠕变对二次衬砌产生的影响,当二次衬砌所受的应力超过其承载能力,损伤就会出现。鉴于此,通过研究隧道复合衬砌结构的变形和开裂机理与规律以及时间效应,对隧道复合衬砌在围岩蠕变作用下的损伤情况进行数值模拟与分析。研究发现,随着围岩高度的增加,损伤值的大小与损伤值的增量均在增加,损伤值随拉、压应变的增大而增长,损伤值的增长开始时较快,随后较为平缓。偏压的地形对于压缩损伤影响较大,但是对于拉伸损伤影响较小。建议在隧道结构设计中考虑衬砌变形的时空效应,以减少运营隧道病害的出现。由于损伤均为内部损伤,其值无法测得,故可通过建立衬砌表面应变与损伤值之间的关系,根据检测得到的表面应变值进而得到损伤值。
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