摘要：目前针对松动荷载作用下隧道结构受力变形与损伤演化机制的研究相对较少,缺乏结构剩余承载力的量化分析依据,不利于结构健康度评价与维修处治方案的确定。针对上述问题,利用室内模型试验及数值仿真手段,研究不同围岩条件下结构受力变形规律及破坏特征,提炼结构健康评价关键指标,建立基于承载力的健康度分级标准。通过研究,提出:(1)拱顶松动荷载下衬砌破坏过程分为3个阶段,以拱顶开裂、主裂缝张开为分界点,破坏时拱顶内侧、拱腰外侧钢筋拉断,形成三铰拱体系;(2)衬砌结构承受相同荷载100kPa时,抗力系数1.58MPa/m的工况拱顶下沉3.3cm,抗力系数200MPa/m的工况拱顶下沉0.23cm;抗力系数从1.58MPa/m增大到200MPa/m时,极限承载力从196kPa增大到1840kPa;(3)以衬砌开裂、拱顶下沉3cm、拱顶钢筋屈服、拱腰钢筋屈服、拱顶钢筋拉断为关键节点,建立衬砌结构健康度的5级划分标准,并以拱顶下沉及边墙收敛作为简易评价指标,对V~VI级围岩,拱顶下沉控制值建议取5cm。

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