基于裂缝形状与特征的衬砌结构开裂截面稳定性评估

陈志敏; 师浩博; 张润龙; 黎俊鸿; 路帅; 谈成龙

doi:10.19952/j.cnki.2096-5052.2026.01.02

隧道与地下工程灾害防治 ›› 2026, Vol. 8 ›› Issue (1) : 13 -21. DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2026.01.02

基于裂缝形状与特征的衬砌结构开裂截面稳定性评估

陈志敏, 师浩博, 张润龙, 黎俊鸿, 路帅, 谈成龙

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摘要

为精准评估隧道衬砌开裂截面安全状态、优化结构设计理论并科学确定维修时机，本研究结合断裂力学与极限承载力理论构建开裂截面稳定性评估体系，针对衬砌拱顶、拱腰、边墙三个关键部位，通过数值模拟系统计算不同裂缝深度下的安全系数，引入稳定系数P(判定裂缝是否稳定)和承载力安全系数K(评估截面承载能力是否满足要求)双重指标重点分析各因素对结构安全状态的影响机制。结果显示，衬砌开裂后稳定性主要受裂缝是否持续扩展、开裂导致截面厚度减小对承载力的削弱程度两大因素控制，且某一部位开裂对其他部位承载力安全系数影响极小，验证了局部裂缝评估的独立性，明确不同裂缝等级的临界深度与角度。研究为隧道衬砌裂缝安全评估提供了量化依据，对优化结构设计理论、科学确定维修时机具有重要参考价值。