為研究噴射混凝土套拱加固前后二次襯砌與混凝土套拱的受力狀況,依托陜西漢中至留壩段八里關(guān)隧道,運(yùn)用有限元軟件建立隧道混凝土結(jié)構(gòu)套拱加固分析模型,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)獲取二次襯砌與套拱間的接觸壓力、套拱格柵拱架鋼筋應(yīng)力、套拱混凝土應(yīng)力,將數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果相結(jié)合,得出套拱結(jié)構(gòu)的一般受力變化規(guī)律。結(jié)果表明:套拱加固前襯砌結(jié)構(gòu)的最不利荷載位置位于施工縫附近的拱頂、拱肩與拱腳處;由于襯砌局部變形與溫度應(yīng)力的影響,套拱混凝土應(yīng)力變化呈現(xiàn)反復(fù)"上升—下降—上升"最后趨于穩(wěn)定的特點(diǎn);套拱的作用是控制二次襯砌的進(jìn)一步變形,套拱施作后所承受荷載較小,套拱反作用力遠(yuǎn)小于圍巖作用于襯砌的應(yīng)力,在應(yīng)力計(jì)算中不應(yīng)將襯砌與套拱作為整體計(jì)算;套拱結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬所得的結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試套拱結(jié)構(gòu)內(nèi)力（軸力、彎矩）的大小及分布相似度高,但在襯砌裂損嚴(yán)重部位,數(shù)值模擬所得結(jié)果誤差較大,應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果為準(zhǔn)。 

【文章來(lái)源】：建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2020,37(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

模型網(wǎng)格

截取長(zhǎng)40 cm的?16鋼筋當(dāng)做錨固鋼筋,以環(huán)向100 cm、縱向90 cm的間距,向襯砌內(nèi)打入錨固鋼筋(打入長(zhǎng)度為32 cm),留出8 cm,圖2為錨固鋼筋細(xì)部圖。套拱結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)如表2所示。表2 套拱結(jié)構(gòu)基本參數(shù)Tab.2 Basic Parameters of Arch Structure 結(jié)構(gòu) 彈性模量/GPa 泊松比/μ 重度/(kN·m-3) 錨固筋 210 0.26 78.5 套拱 34 0.20 25.0

圖3為套拱加固前二次襯砌的最大剪應(yīng)力云圖。計(jì)算結(jié)果表明:由于地下水及巖性的影響,襯砌最大剪應(yīng)力出現(xiàn)在洞口段的仰拱處,最大剪應(yīng)力為6.75 MPa;除仰拱外二次襯砌的最大剪應(yīng)力出現(xiàn)在施工縫附近的拱腳處和施工縫附近的拱頂處,最大值分別為6.18,6.21 MPa,可見(jiàn)施工縫處的拱腳、拱頂處是長(zhǎng)期以來(lái)襯砌受力的薄弱部位,也是最容易出現(xiàn)病害的部位;K2 235+460～K2 235+487段圍巖自穩(wěn)能力強(qiáng),襯砌所受剪應(yīng)力最大為0.68 MPa,剪應(yīng)力相對(duì)分布均勻且未出現(xiàn)局部應(yīng)力集中現(xiàn)象。圖4為套拱加固后二次襯砌的最大剪應(yīng)力云圖。計(jì)算結(jié)果表明:加固維修后二次襯砌施工縫附近的拱腳、拱肩處的剪應(yīng)力最大值分別為6.41,6.19 MPa。加固后除仰拱外襯砌的剪應(yīng)力局部變化不大。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3110688