外水压下隧道衬砌的力学响应及结构对策研究-岩土力学.PDF

第29 卷第10 期 岩 土 力 学 Vol.29 No. 10 2008 年10 月 Rock and Soil Mechanics Oct. 2008 文章编号：1000－7598 －(2008) 10 －2799 －06 外水压下隧道衬砌的力学响应及结构对策研究 1, 2 2 1 丁 浩 ，蒋树屏 ，杨林德 （1.同济大学 地下建筑与工程系，上海 20092 ；2.重庆交通科研设计院 隧道工程所，重庆 40067 ） 摘 要：随着控制排放的隧道防排水技术的广泛应用，外水压力作用下隧道衬砌的一些设计技术问题也愈发突出。基于对外 水压力下隧道衬砌的力学响应分析，以龙潭隧道和白云隧道为依托，通过数值仿真，研究了公路隧道抗水压衬砌的结构优化 对策。研究结果表明：由于外水压力的作用，衬砌的边墙、仰拱隅角和仰拱处存在明显的应 （内）力集中和突变现象，安全 度大大降低；通过引入下半断面矢跨比的新概念，从技术和经济的双重角度，指出增大该指标是抗水压衬砌结构优化的首要 对策；可依次或组合采用通过增大仰拱隅角处半径、减小仰拱处半径、增大仰拱拱圈厚度、增大衬砌全断面厚度等措施来作 为抗水压衬砌的结构优化对策。 关 键 词：公路隧道；衬砌；外水压力；力学响应；矢跨比；结构对策 中图分类号：U 451.4 文献标识码：A Research on mechanical response and structural countermeasure of tunnel lining under external water pressure 1, 2 2 1 DING Hao , JIANG Shu-ping , YANG Lin-de (1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Department of Tunnel Engineering, Chongqing Communications Research Design Institute, Chongqing 400067, China)