富水管道型岩溶隧道衬砌结构力学响应特征研究

摘要：

对于围岩中存在管道型溶腔的岩溶隧道而言,受地表强降雨及地下水的影响,管道型溶腔内极易积聚高水压力,进而引发衬砌开裂、渗漏水及涌水病害.为了探明管道型溶腔中高水压力对衬砌结构的影响,开展了富水管道型岩溶隧道衬砌结构力学响应模型试验,对不同溶腔位置及不同水头高度影响下的衬砌结构内力特征进行了研究.基于此,建立扩展工况的数值计算模型,进一步探究了不同溶腔直径、溶腔位置及溶腔水头高度对衬砌结构内力的影响.结果表明:当隧道周围存在管道型溶腔时,与溶腔接触位置的衬砌内侧承受较大的正弯矩,为衬砌结构的最不利受力位置;随着溶腔直径和溶腔内水头高度的增加,衬砌内力显著增大;溶腔所在位置影响着衬砌内力的分布,当溶腔位于隧道拱顶时,衬砌结构的抗水压能力最小.研究结果可为管道型岩溶隧道的结构设计及安全施工提供借鉴.

关键词：岩溶隧道、管道型溶腔、模型试验、数值模拟、衬砌内力

所属期刊栏目：43

分类号：P642(水文地质学与工程地质学)

资助基金：国家自然科学基金;青年人才托举工程项目;河北省自然科学基金;河北省重点研发计划项目

在线出版日期：2022-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：1884-1898