基于ANSYS数值力学模型的二次衬砌结构稳定性分析

Analysis on the stability of secondary lining structure based on ANSYS numerical mechanics model

二次衬砌开裂是隧道最常见的病害之一,对有裂缝的既有隧道衬砌结构的稳定性进行分析研究具有重要的现实意义和理论价值。基于断裂力学的裂缝模型,通过数值分析,探讨了有裂缝既有隧道二次衬砌结构稳定评价的计算方法。通过模型试验对非破坏性衬砌和开裂衬砌的承载力进行了分析比较。结果表明:(1)断裂力学有限元方法可用于评价既有裂缝隧道二次衬砌结构的稳定性。(2)不同零件出现裂纹时所需载荷的大小顺序为:足弓比拱顶小,拱顶比拱腋小,拱腋比仰拱小。(3)当支架位于拱顶和拱脚时,对衬砌结构的稳定性影响最大。(4)衬砌结构的承载力因裂缝而下降,当隧道仰拱底部出现纵向裂缝时,其承载力下降了37.5%。