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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (7): 1426-1434.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.07.004
张世殊1, 姜斌2, 3, 程丽娟1, 夏才初2, 3, 4, *, 徐英俊2, 3, 徐晨2, 3, 4
ZHANG Shishu1, JIANG Bin2, 3, CHENG Lijuan1, XIA Caichu2, 3, 4, *, XU Yingjun2, 3, XU Chen2, 3, 4
摘要: 为解决高内压作用下压气储能地下硐室柔性密封层易发生陷缝破坏的工程难题,提出一种由丁基橡胶与碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)协同作用的复合柔性密封层新构造。该构造通过在密封层与衬砌之间引入CFRP,形成“柔性密封-高强度箍束”的协同工作体系。结合室内试验结果和实际工程案例,对安装复合柔性密封层的压气储能地下硐室进行加压模拟,系统研究复合柔性密封层在不同典型衬砌裂缝宽度(1、2、3 mm)下的抗陷缝破坏能力和协同变形机制。结果表明: 1)该新构造有效提升了复合柔性密封层的抗陷缝能力,在1、2、3 mm衬砌裂缝宽度下的最大承载压力较单层柔性密封层分别提升46.80%、75.10%、72.11%; 2)揭示了“柔性密封-高强度箍束”的协同工作机理,即CFRP的箍束作用有效抑制了丁基橡胶的径向变形,使其最大径向位移从3.19 mm降低至3.02 mm,降幅为5.33%; 3)在高内压工况下,CFRP虽承受较高环向拉应力但未超限破坏,且该结构的引入未改变衬砌与围岩的受力状态。