隧道装配式仰拱V型接头衬砌结构受力特征研究

利用“荷载-结构”模型,采用ABAQUS分析软件建立了隧道马蹄形断面装配式仰拱衬砌结构三维模型,分析了在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩荷载下,仰拱块与边墙连接处V型接头凸起长度分别为3、5、8、10 cm时仰拱块及二次衬砌拱墙的受力特征和安全系数。研究发现,当V型接头凸起长度为5~8 cm时,仰拱块接头处受到的压力、摩擦力最小;二次衬砌与仰拱块接头处的接触程度随V型接头凸起长度的增加而减小,随围岩等级的降低而增加;仰拱块顶板的最大水平拉应力会随接头凸起长度的增加而增大,当围岩等级为Ⅴ、Ⅵ级时,仰拱块腹板上方的顶板处可能会出现受拉破坏;装配式仰拱衬砌结构的安全系数会随接头凸起长度的增加而先增大后减小,并且Ⅴ、Ⅵ级围岩中不宜采用装配式仰拱衬砌。