空洞缺陷影响下衬砌结构受力特征分析

作者：王太明; 费维水; 李茂; 杨文广

来源：工业安全与环保, 2022, 48(10): 26-31.

• 空洞缺陷
• 应力面积等效
• 修正荷载结构模型
• 受力特征

针对隧道在空洞缺陷下会对衬砌结构造成危害的问题，提出了一种基于等腰梯形应力面积等效方法对荷载结构模型进行围岩压力修正，对拱顶背后不同空洞大小下衬砌结构的受力特征和安全性进行了研究。结果表明：空洞缺陷会使空洞两侧出现应力集中和应力重分布现象，进行围岩压力修正的荷载结构模型相较于未修正荷载结构模型能有效的考虑到这些不利因素，更切合工程实际。不同空洞大小会导致衬砌结构承载能力发生改变，衬砌结构受力特征变得复杂，隧道结构整体安全性降低。修正荷载结构模型下，拱顶背后空洞从20°增大到60°时，拱顶位置处轴力减小了48.3%；弯矩值增长了3.2倍，弯矩形态严重“外凸”；安全系数降低了81.3%。

• 单位
  昆明理工大学; 建筑工程学院