衬砌背后空洞对隧道结构影响的数值分析

Numerical Analysis of the Effect of Cavity Behind Lining on Tunnel Structure

衬砌背后出现空洞会导致隧道结构所受荷载发生变化,给隧道运营造成一定的安全隐患。结合具体案例,采用有限元数值模拟软件MIDAS,分析衬砌背后存在不同位置空洞时隧道结构的变形特点和受力特征。结果表明:无空洞时,隧道衬砌结构受到的岩土压力较为均匀,衬砌结构内力基本呈对称分布;衬砌背后产生空洞后,空洞处隧道结构失去了岩土的被动抗力,衬砌受到了偏压作用,岩土应力再次分布,产生新的应力集中区,导致围岩损伤甚至破坏,衬砌向空洞区域产生新的变形,隧道结构内产生额外的附加应力,导致衬砌产生不同程度的破坏。研究成果以期为隧道衬砌背后空洞的防治提供一定的参考意义。