水工隧洞钢筋混凝土衬砌开裂特性分析

摘要

为研究周围裂缝对钢筋混凝土隧道衬砌结构受力特征的影响,基于隧道衬砌有限元模型,对拱顶、拱肩、中墙和墙角不同位置处的裂缝类型和深度进行正交数值试验,对右拱腰、右中墙、右墙角和仰拱位置处的弯矩、内力大小和分布特征进行分析。结果表明,4种裂缝类型对隧洞衬砌结构弯矩和剪力的影响主要发生在裂缝宽度为10 mm以内;裂缝发展至10 mm以上时,隧洞结构各位置处的弯矩和剪力变化不明显。4种裂缝类型对隧洞衬砌结构弯矩影响最大的是中墙裂缝,墙角裂缝、拱肩裂缝对结构弯矩影响不明显。对结构剪力影响最大的裂缝类型为拱肩裂缝和墙角裂缝,并且在4种裂缝发展至10 mm以上时,除右墙角位置处,其他3处剪力都接近于0。