隧道衬砌裂缝 寒潮降温对隧道衬砌结构产生裂缝的影响
摘要:本文结合某高速公路隧道建设为实例，依据隧道围岩与衬砌结构的特点，采用有限元软件ABAQUS建立三维仿真计算模型，进而探求寒潮降温对隧道衬砌结构产生裂缝的影响。关键词:隧道围岩;有限元;寒潮降温;裂缝在隧道工程的建设中，在浇筑混凝土之后就会出现开…
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摘要:本文结合某高速公路隧道建设为实例，依据隧道围岩与衬砌结构的特点，采用有限元软件ABAQUS建立三维仿真计算模型，进而探求寒潮降温对隧道衬砌结构产生裂缝的影响。
关键词:隧道围岩;有限元;寒潮降温;裂缝
在隧道工程的建设中，在浇筑混凝土之后就会出现开裂，这是由于多种原因而引起的，如寒潮降温、基承载力不均衡、围岩偏压、山体塌陷等因素都会使隧道衬砌结构产生裂缝的影响。混凝土在工程中刚开始投产使用时，关于混凝土开裂的研究问题一直是受到很多工程研究人员和学者的关注。因此，在工程中对混凝土的使用时，应当关注其他条件对混凝土的影响。本文研究的是寒潮降温对隧道中浇筑混凝土产生裂缝的影响。
2 工程概况
某隧道位于河南省，左线起讫里程为ZK10+781,ZK12+653，长1872，?级围岩1565m，?级围岩134m，?级围岩162m;右线起讫里程为K10+728,K12+643，长1915m，?级围岩1548m，?级围岩133m，?级围岩164m;设计隧道为双向分离式+小净距隧道，洞高8.1米，洞宽16.1米;设计车速120km/h。其山体岩性主要为泥盆系粉砂岩、
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红岩、砂岩及寒武系泥质粉砂岩、泥岩、灰岩。
3 计算分析
本文依托工程在河南省境内，气候特点为:冬天寒冷，气温最低可达零下5度，夏季炎热，气温最高可达40度，年气温变化幅度较大。在冬季，经常遇到寒流侵袭，气温骤降将会产生温度应力，因此，温度作用会导致隧道衬砌结构产生裂缝。
仿真计算的精度取决于计算模型中的材料参数与实际工程中材料参数的逼真度，本文根据已有相关文献和类似工程的经验，结合本工程的一些检测数据，对隧道结构分区设置材料参数，见
表
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1。
图1为衬砌结构的损伤分布图，图示结果显示，隧道结构经历寒潮降温之后，衬砌结构拱身出现了严重的环状损伤，拱脚部位也出现了较大损伤。拱身损伤值主要集中在0.32左右，拱脚损伤值可达到0.62左右。图2为衬砌结构的最大主应力分布图，图示结果显示，隧道结构经历寒潮降温之后，衬砌结构的最大主应力为环向分布，由此可以看出，寒潮降温作用是衬砌结构产生拱身的环状裂缝和拱脚的纵向裂缝的主要因素之一。
4 结语
本文应用有限元软件ABAQUS建立三维仿真计算模型，依据河南省的气候变化状况，仿真分析了隧道衬砌结构
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在寒潮降温作用下，隧道结构的损伤、最大主应力分布情况。计算结果显示，寒潮降温会引起衬砌结构发生明显环形破坏区域，损伤值集中在0.32左右，可以得出，寒潮降温是隧道衬砌结构产生裂缝的原因之一。
参考文献:
[1] 李运军.基于非局部损伤模型的混凝土损伤的数值模拟[D].合肥工业大学，2006.
[2] 卞首蓉，陈贵喜.岩石的损伤机理及其力学特性研究[J].科技资讯，2009，(08).
[3] 许懿，刘景彬，李帅.浅析几种理论在混凝土本构关系研究中的应用[J].山西建筑，2009，(08).
作者介绍
1.白运洲(1984-)男，汉族，河南开封人，长安大学公路学院，岩土工程专业，2011级硕士研究生
2. (1987-)男，汉族，河南郑州中原区陇海西路169号附9号，河南省安丰建筑装饰工程有限公司
摘要:本文结合某高速公路隧道建设为实例，依据隧道围岩与衬砌结构的特点，采用有限元软件ABAQUS建立三维仿真计算模型，进而探求寒潮降温对隧道衬砌结构产生裂缝的影响。关键词:隧道围岩;有限元;寒潮降温;裂缝在隧道工程的建设中，在浇筑混凝土之后就会出现开…
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摘要:本文结合某高速公路隧道建设为实例，依据隧道围岩与衬砌结构的特点，采用有限元软件ABAQUS建立三维仿真计算模型，进而探求寒潮降温对隧道衬砌结构产生裂缝的影响。关键词:隧道围岩;有限元;寒潮降温;裂缝在隧道工程的建设中，在浇筑混凝土之后就会出现开…
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