外水压下隧道衬砌的力学响应及结构对策研究

随着控制排放的隧道防排水技术的广泛应用，外水压力作用下隧道衬砌的一些设计技术问题也愈发突出。基于对外水压力下隧道衬砌的力学响应分析，以龙潭隧道和白云隧道为依托，通过数值仿真，研究了公路隧道抗水压衬砌的结构优化对策。研究结果表明：由于外水压力的作用，衬砌的边墙、仰拱隅角和仰拱处存在明显的应（内）力集中和突变现象，安全度大大降低；通过引入下半断面矢跨比的新概念，从技术和经济的双重角度，指出增大该指标是抗水压衬砌结构优化的首要对策；可依次或组合采用通过增大仰拱隅角处半径、减小仰拱处半径、增大仰拱拱圈厚度、增大衬砌全断面厚度等措施来作为抗水压衬砌的结构优化对策。