- CSCD核心中文核心科技核心
- RCCSE(A+)公路运输高质量期刊T1
- Ei CompendexScopusWJCI
- EBSCOPж(AJ)JST
隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (1): 168-182.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.01.014
王帅帅1, 仇文革2, 3, 史经峰1, 徐勇1, 孙向东1, 王永仕1, 陈昊喆3, *, 段东亚3
WANG Shuaishuai1, QIU Wenge2, 3, SHI Jingfeng1, XU Yong1, SUN Xiangdong1, WANG Yongshi1, CHEN Haozhe3, *, DUAN Dongya3
摘要: 为解决高海拔铁路隧道衬砌结构早期环向开裂问题,以某高原深埋铁路隧道为研究对象,通过病害踏勘明确衬砌裂缝的空间分布与扩展规律。基于“地基上长墙”温度应力理论,采用扩展有限元法,建立精细化衬砌钢筋-混凝土计算模型,模拟矮边墙约束下拱墙的温度场与收缩应力场。模拟结果显示: 衬砌墙脚混凝土内外最大温差达到19.95 ℃,衬砌拱墙中部收缩位移仅为其两端最大收缩位移的0.12%; 矮边墙约束效应导致其与拱墙结合处出现应力集中,收缩约束应力最大值为2.35 MPa,已超出C35混凝土抗拉强度; 矮边墙与拱墙结合位置存在“收缩位移抑制-约束应力集中”效应。模拟裂缝的开裂位置、时间、路径、长度与现场观测结果基本吻合,验证了拱墙收缩与矮边墙约束的协同作用是衬砌开裂的主导机制。据此,提出“三低一高型”及“抗裂型”混凝土配合比防开裂优化措施并进行试验。试验结果表明: 1)温降阶段,“抗裂型”试件收缩应变较常规、“三低一高型”分别降低31.1%、28.7%; 2)现场应用证明,“抗裂型”配合比使温升阶段墙脚最大内外温差降低50.3%,温降阶段使其收缩应变降幅达到65%。通过“温控与收缩补偿协同控制”机制,可有效缓解拱墙与矮边墙接触位置的应力集中,提高衬砌结合部位的抗裂性能。