水工隧洞钢筋混凝土衬砌水压致裂分析方法研究

• 作者: 周利 苏凯 汪洋 张妍珺 朱洪泽 伍鹤皋
• 来源期刊: 水利学报
• 学科: 工学
• 关键词: 水工隧洞 钢筋混凝土衬砌 水压致裂 内聚单元 有条件联合承载
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 21-33
• 页数: 13页
• 分类号: TV313
• 语种: 中文
• DOI: 10.13243/j.cnki.slxb.20200415

摘要

引入具有水力耦合属性的内聚单元模拟衬砌裂缝、衬砌-围岩交界面,以反映缝隙的位移非连续特征以及内部压力水体的流动特性.结合渗流-应力间接耦合方法,提出了水工隧洞钢筋混凝土衬砌水压致裂算法,探究了衬砌裂缝发展历程、裂缝宽度演化以及缝隙内部水压力传递特征等,并基于此系统分析了衬砌-围岩有条件联合承载特性的影响.计算分析表明,隧洞充水加压过程中,衬砌裂缝促发与扩展过程短暂且密不可分,随之缝内水压力突增、内水外渗效应加剧;衬砌开裂后,缝内水压力沿衬砌径向的降低幅度非常小,量值较为接近于内水压力.有条件联合承载情况下,衬砌裂缝与衬砌-围岩交界面间隙所形成的水体流动通道可以起到传导水压力的作用,使得衬砌外水压力分布更为均匀;衬砌裂缝相对稳定,并且呈现数量少、间距大的分布特点,与衬砌压水试验结果更为吻合.