裂縫長度對盾構隧道管片結構破壞模式模型試驗研究

劉川昆，何川，王士民，馬杲宇，郭文琦，盧岱岳

(1.西南交通大學 交通隧道工程教育部重點實驗室，四川 成都，610031；2.西南交通大學 土木工程學院，四川 成都，610031)

襯砌裂損是山嶺隧道的主要病害形式，裂縫的存在降低了襯砌截面的極限承載力和襯砌結構的剛度，引起結構內力重分布。楊亞新等[1]采用荷載-結構法從承載性能及安全性能分析了縱向裂縫對襯砌結構的影響；于玲等[2]結合現場檢測及數值模擬，對比分析了山嶺隧道襯砌裂損及加固方法。國內學者針對山嶺隧道復合式襯砌展開了大量的研究，而對盾構隧道管片襯砌裂縫的研究分析較少。目前，盾構管片病害相關研究多集中在產生原因分析及治理措施等方面。張建剛等[3]通過管片組合體加載模型對管片內部應力場進行了分析，并給出了裂縫治理的工程措施；BIAN等[4]針對惠州水電站引水隧洞襯砌出現大量裂縫的現象進行了現場調研，總結了導致隧道襯砌開裂的主要影響因素，并通過數值分析對結論進行了驗證；張素磊等[5]依托某二級公路隧道工程，從裂縫類型、所處位置及圍巖級別、裂縫的幾何特征3個方面分析了襯砌裂縫的分布規律；林楠等[6]通過建立盾構隧道管片三維有限元模型，分析了盾構隧道病害演化發展機理并給出了隧道病害治理措施。針對盾構隧道管片襯砌力學性能及破壞模式，國內外學者展開了相應的研究[7-10]。王士民等[11]通過相似模型試驗，通過超載的形式分析了地層空洞缺陷對盾構隧道管片漸進性破壞失穩過程的影響；……