摘要：為了研究單層襯砌結構力學特征,采用了FLAC^3D有限差分軟件,利用軟件內置的接觸面單元(interface單元)對不同結構層的層間接觸效應進行了模擬.以巴哈高速公路東天山隧道2#斜井工程為工程背景,建立了不同襯砌結構型式下考慮層間接觸效應的數值仿真模型,分析了現場Ⅳ級圍巖條件下的單層襯砌結構力學特征及其圍巖穩定性,并與原復合式襯砌支護設計方案進行了對比.研究結果表明:(1)FLAC3D模擬計算中采用接觸面單元(interface單元)施加于不同結構層之間,可模擬襯砌結構不同層間接觸形式的相互作用,較好地反映層間接觸面的力學特征及位移特性;(2)對于受力性能而言,單層襯砌結構以組合梁承載模式進行承載,襯砌結構內力呈現"小彎矩、大軸力"的分布特征,襯砌結構截面應力以壓應力為主,可充分發揮混凝土材料的受壓性能;(3)由于單層襯砌結構具有良好的層間接觸性能,不同結構層可實現"協同受力、共同變形",使其承載模式優于復合式襯砌,能以較小的結構厚度滿足隧道支護要求,因此單層襯砌具有較高的經濟性;(4)單層襯砌隧道拱腰、拱腳及邊墻底部YAI值較小,圍巖穩定性較差,易發生失穩,現場施工時應對上述部位加以防范.
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