衬砌背后空洞对隧道结构安全影响数值分析

摘要

隧道背后衬砌空洞是影响隧道结构安全性的主要因素,空洞的存在使得衬砌结构的受力更为复杂,严重者会引起隧道结构的突发性坍塌.论文采用荷载结构法,利用MIDAS(GTS NX)软件数值分析了隧道背后无空洞、单空洞、组合空洞以及不同大小的空洞对隧道结构安全性的影响.研究表明:(1)空洞的出现降低了隧道衬砌结构的安全性,尤其是组合空洞对隧道结构安全性系数的影响最大.(2)两侧拱腰同时产生空洞时,隧道结构的安全系数比空洞出现在拱顶和拱腰、拱顶和拱脚时下降的更显著.(3)空洞环向宽度越大,对衬砌结构中的轴力和弯矩产生的影响越大,当空洞环向宽度增加到一定数值时,空洞越大,安全系数越小.