引水隧道内水压力对隧洞衬砌稳定性影响

摘要

通过ABAQUS软件建立隧道衬砌模型,考虑内水压力作用,改变不同水头强度研究分析衬砌管片、接缝以及环向螺栓的变化规律.研究结果表明,在内水压力作用下,整体上管片变形呈现出由上至下逐步递减的趋势,其顶部变形显著,底部管片两侧的接缝处变形最小;整体上管片承受压应力为主,其径向应力分布均匀,应力集中现象主要发生在接缝处,随着管片逐步向外部产生变形,其环向应力以拉应力为主,管片中部应力集中,分布对称,管片中部应力较大,两侧较为均匀;衬砌和围岩共同承担内水压力作用,围岩是承担内水压力的主要对象,而衬砌管片分担相对较小;随着衬砌接缝开度的增大,环向螺栓的拉应力也随之增大,其中J3和J4处螺栓应力最大,J1和J6处螺栓应力最小.研究结果可为管片衬砌结构的设计提供参考.