不同衬砌结构缺陷对隧道结构整体安全性的影响.pdf

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1、第３４卷第３期建筑科学与工程学报Vol．３４No．３２０１７年５月JournalofArchitectureandCivilEngineeringMay２０１７文章编号：１６７３‐２０４９（２０１７）０３‐００８２‐０９不同衬砌结构缺陷对隧道结构整体安全性的影响１２３４２孙铁军，王伟，罗明睿，王万平，王亚琼（１．温州市交通投资集团有限公司，浙江温州３２５１０５；２．长安大学陕西省公路桥梁与隧道重点实验室，陕西西安７１００６４；３．青海大学土木工程学院，青海西宁８１００１６；４．中交第一公路勘察设计院有限公司，陕西西安７１００７５）摘要：为研究不同衬砌缺陷对隧道结构整体安全性的影响，以

2、某实体隧道工程为依托，采用荷载‐结构法建立有限元数值模型，分别对衬砌在正常状态、强度不足、厚度不足及背后脱空４种工况下进行数值计算，对比分析了不同衬砌缺陷对结构安全性的影响。结果表明：当隧道衬砌存在强度不足和厚度不足缺陷时，缺陷部位单元的安全系数减小，而其他部位的安全系数基本不变，随着衬砌厚度不足程度的加深，相应缺陷位置的安全系数也随之降低；当衬砌背后脱空面积较大时，衬砌脱空部位与其相邻位置处的剪力和弯矩均发生正负突变，衬砌结构受力与变形模式发生改变，脱空区域安全系数明显减小，但脱空部位相邻区域衬砌结构的安全系数反而增大，其他部位安全系数没有明显变化，与正常状态下基本保持一致。关键词

3、：隧道工程；衬砌结构缺陷；荷载‐结构法；数值分析；安全系数中图分类号：TU３１１文献标志码：AInfluencesofDifferentLiningStructureDefectsonOverallSafetyofTunnelStructure１２３４２SUNTie‐jun，WANGWei，LUOMing‐rui，WANGWan‐ping，WANGYa‐qiong（１．WenzhouCommunicationsInvestmentGroupCo．，Ltd．，Wenzhou３２５１０５，Zhejiang，China；２．ShaanxiProvincialMajorLaboratoryf

4、orHighwayBridge&Tunnel，Chang摧anUniversity，Xi摧an７１００６４，Shaanxi，China；３．SchoolofCivilEngineering，QinghaiUniversity，Xining８１００１６，Qinghai，China；４．CCCCFirstHighwayConsultantsCo．，Ltd．，Xi摧an７１００７５，Shaanxi，China）Abstract：Inordertostudytheinfluencesofdifferentliningdefectsonoverallsafetyofstructure，thef

5、initeelementnumericalmodelwasestablishedbytheload‐structuremethodbasedontheentitytunnelproject．Thenumericalcalculationwascarriedoutunderfourconditions，suchasnormalcondition，insufficientstrength，insufficientthicknessandvoidbehindlinings．Theinfluencesofdifferentliningdefectsonstructuralsafetywere

6、comparedandanalyzed．Theresultsshowthatwhenthetunnellininghasthedefectsofinsufficientstrengthandinsufficientthickness，thesafetyfactorsoftheinsufficientpartsarereduced，whilethesafetyfactorsofotherpartsarealmostunchanged．Thesmallertheliningthicknessis，thesmallersafetyfactorsofthecorrespondingdefec

7、tlocationis．Whenthevoidbehindliningsislarge，theshearforceandbendingmomentatthevoidbehindliningandtheadjacentpositionarebothpositiveandnegativemutation．Sothestressanddeformationmodesoftheliningstructurearechanged，thesafety收稿日期：２０１７