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作者：樊浩博;王吉;陈宏文;任凡凡;赵李祥;陈坤;朱正国;高新强;刘勇;
单位：石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室;中国铁路北京局集团有限公司北京高铁工务段;
摘要：随着地表强降雨的频发，富水山岭隧道衬砌开裂、渗漏水等病害日益增多，威胁隧道的运营安全，大量地表水短时间内向隧道汇聚并超出隧道排水能力是病害发生的重要原因。为探明富水山岭隧道衬砌结构的病害特征，开展室内相似模型试验，通过不同水头高度下的渗流试验，研究富水隧道衬砌背后的环向水压力和围岩压力，分析隧道衬砌结构的失效特征；在此基础上，进一步开展隧道衬砌受力数值模拟，探明衬砌结构的损伤演变规律。结果表明：衬砌背后水压力和围岩压力均与衬砌结构完整性相关，水压力分布规律呈仰拱大、边墙脚小的“蘑菇”状分布，仰拱中心开裂后，衬砌排水能力增加，仰拱水压折减率由开裂前的23%(18 m水头)迅速增至43%(28 m水头)；围岩压力整体呈拱腰大、仰拱小的“矩形”分布；随着水头高度增加，仰拱中心在水压力和围岩压力的作用下产生裂纹（18 m水头）并扩展至裂缝贯穿（34 m水头）；衬砌结构损伤开裂顺序依次为仰拱、边墙脚、边墙、拱顶，其中仰拱、边墙脚、拱顶主要沿纵向开裂，而边墙则沿环向和斜向开裂；建立的数值模型与模型试验结果吻合较好。研究成果可为富水隧道的衬砌结构设计优化提供参考。
关键词：富水隧道;;模型试验;;衬砌水压力;;围岩压力;;结构失效
基金资助：国家自然科学基金资助项目(52108378);; 青年人才托举工程项目(2021QNRC001);; 河北省高等学校科学技术研究项目(BJK2023079)
