公路隧道衬砌背后空洞成因及规律研究

衬砌背后空洞是常见的公路隧道质量缺陷之一。衬砌背后空洞不但会恶化支护与围岩间的相互作用关系,还会给隧道结构带来巨大的安全隐患,是导致隧道衬砌结构产生病害主要原因。本文首先从设计、施工和养护3个方面系统地分析了衬砌背后空洞产生的主要原因,然后结合宁波地区11座公路隧道的无损检测数据对公路隧道衬砌背后空洞的变换规律进行了深入研究,研究成果可为国内外相关工程提供借鉴。     

隧道衬砌空洞积水模型试验研究

文中通过模拟隧道衬砌空洞积水病害，使用探地雷达对其进行探测，得出雷达原始图像；利用软件分析原始图像得出积水高度，并与实际积水高度进行比较。通过试验得出利用探地雷达定量分析衬砌空洞积水高度是可行的结论。     

雷达探测隧道壁后空洞的现场验证及空洞影响分析

针对王市岭隧道隧改路工程,采用探地雷达检测衬砌壁后空洞,并进行钻孔取芯验证,结果表明探地雷达用于壁后空洞检测可行且具有较高的可信度。为系统分析壁后空洞对隧道结构的影响,基于现场原位测试数据,建立了连拱隧道的三维快速拉格朗日有限差分模型。数值分析结果表明,拱顶、拱肩和边墙部位的空洞均会导致衬砌局部产生拉压应力集中,应力集中程度受空洞位置与尺寸的双重影响。在竖向地应力为主的条件下,拱肩部位的空洞对衬砌危害最大,易导致拱肩上侧部位出现较大的应力集中,因此在隧道壁后空洞病害检测时应重点考虑拱肩部位。     

衬砌背后空洞对隧道结构承载力影响的模型试验研究

在隧道的建设过程中,因地质条件、施工等因素的影响在衬砌背后留有空洞的现象是比较普遍的,为了研究这种隧道病害对衬砌结构承载力造成的影响大小及对不同病害工况条件下衬砌结构受力破坏特征,通过对重庆某高速公路隧道典型断面因施工或环境原因造成二衬背后空洞的结构缺陷．睛况,在室内采用几何比为1：25的大比例模型试验,全面研究结构在不同围岩条件下、不同空洞位置以及不同地应力场（塑性地压、偏压及围岩松弛的垂直地压）作用下,隧道产生病害的形式、规律以及承载力的大小。同时采用相同的补强形式加固隧道结构,再进行破坏试验,最终得出空洞对结构承载力的影响是明显的,相同条件下,围岩类别越高,其承载能力越大,空洞对水平应力敏感,在水平应力为主应力时,拱顶空洞的影响大于拱腰空洞的影响;竖直应力作用为主的地应力场,产生病害时对应的竖直荷载高低排序为：无缺陷时最高,中等空洞最低。     

公路隧道衬砌背后空洞积水冻胀的力学简化模型研究及误差分析

为解决高寒地区公路隧道衬砌背后积水冻胀问题,针对特定的环向长条形空洞,建立了2种不同的简化计算模型,即将衬砌结构简化为拱脚为铰支座约束和弹性固定端约束的半圆拱模型。采用荷载-结构法,推导衬砌结构在冻胀力作用下的内力公式,利用MATLAB计算不同参数下的理论值,并绘制内力变化曲线,确定整个衬砌结构在空洞不同大小时的内力分布规律。计算结果表明： 冻胀力引起的衬砌弯矩和轴力极值位于不同的衬砌位置,仅仅考虑弯矩或轴力对衬砌的影响具有一定的误差。对衬砌背后冻胀力的内力影响规律以及2种简化模型的误差进行定量分析,为公路隧道施工和运营维护提供了一定的参考价值。     

公路隧道衬砌结构可靠度分析研究

该文简述了用蒙特卡罗随机有限元对隧道衬砌结构进行分析的基本方法和过程，然后对雪峰山隧道模注混凝土衬砌的可靠度作了初步评估。     

存在衬砌背后空洞的隧道计算模型研究及应用

本文根据公路隧道衬砌背后空洞病害特征，在病害成因、病害形成过程与机理分析的基础上，利用接触方法建立了包含衬砌背后空洞的隧道计算模型，并初步分析了空洞形状参数对衬砌结构围岩压力和安全系数的影响。     

双车道公路隧道复合衬砌应用研究

对某双车道公路隧道的衬砌设计方案作了数值比较，验证了该隧道采用新奥法施工和复合衬砌的可行性、技术合理性及施工安全的可靠性，为该隧道施工方案和衬砌设计改善提供了可靠依据。     

公路隧道衬砌混凝土裂纹的原因分析及防治

通过对浙江75省道里王隧道衬砌混凝土出现大量裂纹的原因分析，总结了公路隧道衬砌混凝土产生裂纹的原因及治疗措施，进一步探讨了隧道衬砌裂纹的原因和防治技术。     

公路隧道衬砌的优化

目前，挪威国内已修建了８００座公路隧道以克服山地和峡弯造成的交通困难，其中一半隧道的每年日平均交通量不足１０００辆因为它们主要都是通往分散的住宅区的联络线。     

隧道衬砌背后空洞破坏机理及防治措施研究

结合中国隧道的病害特点,阐述了导致衬砌背后空洞的主要原因及其危害;用解析法分析了空洞对衬砌结构的破坏机理;根据空洞病害破坏特征及其相应的研究成果,探讨了空洞风险评估分级方法,并提出了相应的整治措施。     

公路隧道衬砌结构的相互作用分析

以特长隧道为研究对象,采用二维平面有限元方法研究了隧道衬砌结构的受力情况,建模中考虑了隧道坡度的影响.通过分析表明,衬砌中的初期支护和二次衬砌一般要共同承担荷载,二次衬砌的受力往往大于初期支护的受力,而且在初期支护与二次衬砌间存在不均匀压力,由此可对衬砌的合理设计与施工提供一定的参考价值.     

公路隧道二次衬砌顶部脱空的分析及处理

对公路隧道二次衬砌顶部脱空产生的主要原因，用结构力学方法分析了它的受力和位移，并提出处理措施。     

公路隧道衬砌开裂和渗漏水的分析及防治

隧道在施工及建成运营期间普遍存在衬砌开裂或渗漏水等一系列工程病害。对常见的衬砌开裂及渗漏水病害原因进行分析,提出相应的防治措施。     

论运营公路隧道衬砌沉降

本文通过对隧道开裂及沉降问题进行分析,指出隧道中的各类缝存在的必然性,借用建筑学上“差异沉降”这一概念来表真隧道的沉降,同时也说明运营隧道容许范围内的沉降不全是带有灾害性的。     

二次衬砌结构拱肩存在空洞的力学行为分析

公路隧道施工缝周边隧道衬砌不密实,会使衬砌结构发生物理与力学性能的改变。本文采用ANSYS有限元软件,对隧道拱肩处存在空洞时二次衬砌结构的受力状态进行了模拟分析。通过模拟分析得知拱肩处的空洞将显著改变衬砌结构的受力状态,增大二次衬砌结构受压或受拉破坏的可能性,不利于衬砌结构继续承担荷载。因此,拱肩部位出现空洞后,要加强对隧道的持续监控,同时应及时采取维护和加固措施。     

柳州市某公路隧道衬砌设计

结合柳州市某公路隧道工程,介绍公路隧道浅埋隧道围岩压力的计算和复合式衬砌的设计,总结了隧道衬砌的设计经验,供同类工程参考。     

大断面公路隧道二次衬砌受力特性模型试验

为研究大断面公路隧道运营期二次衬砌受力特征,开展室内相似模型试验,采用主动加载方式模拟隧道在运营过程中承受的围岩压力,对3车道和加宽带2种断面二次衬砌受力、变形及破坏规律进行研究。试验结果表明： 1）按规范设计的大断面隧道衬砌结构在设计荷载作用下内力和变形均较小,结构具有较高的安全储备; 2）衬砌各截面内力（弯矩、轴力）随围岩压力的增加呈现先慢后快的增加趋势,偏心距则呈现逐渐减小的变化趋势; 3）开挖断面越大,内力控制截面越多; 4）开挖断面大小对衬砌变形及破坏形态也有一定影响,断面越大,拱顶、边墙变形越大,衬砌各部位开裂荷载差异越明显,且衬砌开裂过程持续时间越长。     

公路隧道衬砌背后空洞对围岩压力分布影响的研究

地质雷达检测结果表明,衬砌背后存在空洞是隧道施工质量典型缺陷之一,在缺陷段衬砌易出现开裂。尽管实际施工中对空洞进行了注浆处治,但仍常常发现衬砌裂损病害。在隧道安全评估计算中,当采用荷载结构法时,计算模型仅仅只对空洞处不施加荷载及约束条件,其它条件与没有空洞缺陷部位相同,这种计算结果与现场病害出现部位不符。介绍以数值试验为主要手段,通过地层结构法对不同部位及宽度的空洞衬砌进行分析,以期找出衬砌背后空洞对围岩压力分布影响的规律,对以往荷栽结构计算模型进行修正,为隧道衬砌结构病害评估、处治及养护措施提供理论依据。     

公路隧道施工中空洞的判断及处理措施研究

结近几年我国的经济发展使得公路的建设规模不断扩大,尤其在公路隧道的建设中取得了一定的发展。但随着建设公路的扩大加上在设计时没有全面了解地质条件,由于维护以及隧道老化方面等原因使得我国公路隧道的问题日益严重,而最严重的则属公路隧道的寿命问题。在隧道工程病害处理中首要环节是不断加强隧道空洞的检测及处理。针对公路隧道施工中空洞的判断及对处理措施进行研究和探讨,首先对公路隧道空洞产生的原因及危害做了简单的分析,其次对隧道背后的检测方法做了简要的介绍,通过不同公路隧道之间的健康状况,提出了详细的处理措施。