公路隧道复合衬砌温度应力数值模拟

《公路隧道复合衬砌温度应力数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第35卷，第4期公路工程Vo1．35，No．42010年8月HighwayEngineeringAug．，2010公路隧道复合衬砌温度应力数值模拟黄志义，于伟达，王金昌(浙江大学交通工程研究所，浙江杭州310027)[摘要]隧道混凝土衬砌开裂是工程中普遍存在的问题，根据浙江省某隧道各项监控量测数据和隧道实际地质情况，建立了基于弹簧一接触的隧道复合衬砌有限元模型，对隧道衬砌内部的环向应力进行分析，讨论了围岩均布荷载，变温，围岩偏载等条件对衬砌内部环向应力的影响，结果表明，偏压荷载和变温均对衬砌结构受力影响较大。[关键词]隧道工程；公路隧

2、道；衬砌裂缝；温度应力；有限元；ABAQUS[中图分类号]U451．4[文献标识码]A[文章编号]1674—0610(2010)04—0054—04NumericalSimulationofHighwayTunnelCompositeLiningTemperatureStressHUANGZhiYi，YUWeiDa，WANGJinChang(InstituteofCommunicationScienceandTechnology；ZhejiangUniversity；Hangzhou310027，China)[Abstract]Lin

3、ingcrackingisauniversalprobleminaconcretetunnelproject．ThepaperstudiesthisproblembyemployingvariedmeasuringdataandgeographiccircumstancescollectedfromaparticulartunnelinZhejiangprovincetoestablishaspring—contact-basedtunnelcompositeliningfiniteelementmode1．toanalyzethei

4、nternalliningcircumferentialstressofthetunne1andtodiscusstheimpactoflin-ingcircumferentialstressintherockloading，temperature，biasedstressesandotherconditions．Thepa-perfinallyconcludesthatbiasedstressesandtemperatureshaveagreaterimpactonliningstructures．[Keywords]tunnele

5、ngineering；highwaytunnel；liningcrack；temperaturestress；FEM(finiteelementmethod)；ABAQUS衬砌裂缝是公路隧道施工中常见的病害之一，岭隧道复合式衬砌进行混凝土收缩计算，指出隧道衬砌一旦开裂，不但不易修缮，影响隧道正常运营，混凝土环境温度在12℃～35℃之间变化，施工期而且造成隧道衬砌和各种通风、照明和消防等设备环境平均温度为20℃，计算中环境温差取为一8的腐蚀损坏；衬砌裂损使隧道结构的稳定性造成不qC。赵尚毅等采用弹簧模型对围岩与衬砌间的相同程度的破坏，使

6、衬砌的有效厚度减薄，安全可靠性互作用进行了研究，其弹性抗力系数取为30降低，随着病害的持续发展，最终导致衬砌结构失稳MPa／m。苏宗贤等在分析盾构隧道管片与围岩相破坏，严重危及行车安全。隧道衬砌受不同的围岩互作用中，在管片与围岩间设置了接触单元，二者间性态、水文地质条件、温度、结构与材料特性等因素接触摩擦系数取为0．5。本文以浙江省某隧道监测影响，其力学机理非常复杂。项目为背景，根据现场各种量测数据和地质情况，在国内外研究人员对隧道衬砌结构进行了大量的不同变温幅度和不同偏载倍数作用下，分析隧道衬分析研究，取得许多成果。蒲春平⋯等指出一

7、般混砌环向应力的变化规律，得出一些有益的结论。凝土所能承受的降温只有7～10℃，故除在热带和1分析模型和参数亚热带外，都能在隧道轴线方向的衬砌内产生环向裂缝，这些裂缝不仅影响隧道衬砌的受力，而且是隧1．1建立衬砌结构分析模型道渗漏水的通道。耿伟对宁台温高速公路猫狸隧道围岩位移和压力通过初衬、防水层传递到[收稿日期]2010—01—12[作者简介]黄志义(1957一)，男，福建莆田人，博士、教授，从事路面与隧道结构新材料与防灾技术研究。第4期黄志义，等：公路隧道复合衬砌温度应力数值模拟55隧道二衬混凝土，将衬砌结构视为初衬与二衬复合1．

8、2围岩荷载、温度荷载施加方法及材料参数体建立数值模型(见图1)，围岩及锚杆支护对隧道根据隧道围岩与初衬之间接触压力的实测结衬砌结构的作用简化为弹簧作用在初衬外侧，为了果，围岩荷载在拱脚处集度为0．3MPa，拱顶处集度避免