寒区隧道支护设计理念及其有限元分析

摘要

本文在总结大量国内外寒区隧道病害的基础上,分析了寒区隧道损伤失稳的内在机理,指出了混凝土支护结构的冻融损伤及寒区由水相变引起的冻胀力成为寒区隧道损伤失稳的主要原因.提出了寒区隧道支护设计中混凝土损伤系数的考虑及寒区隧道围岩应力呈动态的特点,在此基础上,得出了寒区隧道支护设计理念及注意事项,并通过对支护结构特性的研究,利用有限元法实现了寒区隧道支护结构的建模、计算;利用大型有限元计算软件ANSYS通过对温度场和应力场的模拟、转换,实现了冻胀力的计算及设计引用.