岩溶隧道排水系统不同堵塞条件下衬砌结构力学特性

岩溶隧道在营运过程中常发生排水系统堵塞的问题，地下水不能及时排出会造成衬砌背后水压力快速增加，直接影响隧道衬砌结构的受力特性，严重情况时会危及隧道的正常营运。为进一步探究岩溶隧道排水系统堵塞时衬砌背后水压力分布规律及衬砌结构的受力情况，依托浙江临建(临安—建德)高速公路项目的岩溶区段隧道，采用FLAC3D软件对岩溶段隧道排水系统在不同堵塞率条件下的衬砌结构力学特性进行分析，同时建立室内渗流模型试验进一步验证数值模拟结果的合理性。研究结果表明：衬砌背后水压力随堵塞率增大而非线性增大，并可分为3个增长区，其中堵塞率为0%～40%时是快速增长区，堵塞率为40%～80%时是平稳区，堵塞率为80%～100%时是骤增区；相对于排水系统正常工作状态，完全堵塞状态条件下衬砌背后水压力最大值增加了162%,故将排水系统堵塞率为40%定为衬砌背后水压力的堵塞率控制阈值；衬砌结构应力增长无明显阶段性分区，整体上衬砌结构应力随堵塞率增大线性变化；完全堵塞状态条件下最小主应力与最大主应力最大值分别增加了149%与83%,排水系统无明显堵塞率阈值；在不同堵塞状态下，普通断面衬砌不同受力特征均呈对称分布，溶洞断面衬...