【摘 要】
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珠江三角洲水资源配置工程输水隧洞埋深达40～60m,内水压力高达155m水头,深埋和高内压条件给衬砌结构的设计带来困难。为解决长距离复杂地质条件下输水隧洞衬砌结构的选型问题,探究不同衬砌结构的内压承载性能及适用条件,本文开展了输水隧洞衬砌结构内压承载性能原位试验,依托于原位结构性试验对输水隧洞四种典型衬砌结构的内压承载性能进行了分析,结合数值仿真方法研究了几类围岩作用下四种典型衬砌结构的内压承载性
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珠江三角洲水资源配置工程输水隧洞埋深达40～60m,内水压力高达155m水头,深埋和高内压条件给衬砌结构的设计带来困难。为解决长距离复杂地质条件下输水隧洞衬砌结构的选型问题,探究不同衬砌结构的内压承载性能及适用条件,本文开展了输水隧洞衬砌结构内压承载性能原位试验,依托于原位结构性试验对输水隧洞四种典型衬砌结构的内压承载性能进行了分析,结合数值仿真方法研究了几类围岩作用下四种典型衬砌结构的内压承载性能及适用性,为盾构输水隧洞衬砌结构的选型提供一定参考。本文主要工作及研究成果总结如下:（1）采用分布式光纤与传统点式仪器相结合的监测方法,利用“高压囊体-反力支架-泵机”内压模拟系统开展了四种典型衬砌结构内压循环加卸载原位试验,最终监测仪器存活率高达97.5%,加载系统成功完成加载任务,内压控制高效、稳定,且提出了衬砌结构的失效准则。（2）根据现场监测结果,对典型四种衬砌结构的变形特性及内压承载性能进行了分析,得出结论:单层管片衬砌于0.36MPa达到接头张开量限值,管片-钢筋混凝土联合受力结构内压承载性能受内衬表面混凝土开裂控制;“管片-SCC-钢管”分开受力结构和联合受力结构在0～0.75MPa内压下结构响应较小,尚未达到承载极限。（3）建立了适用于四种典型衬砌结构承载性能研究的三维精细化数值模型,结合原位测试结果验证了模型的可靠性,为进一步开展不同地质条件下典型衬砌结构型式适用性奠定基础。（4）针对四种典型衬砌开展10～500MPa/m地层抗力条件下的承载性能及适用条件数值仿真分析,总结得出了不同衬砌结构承载性能控制指标及在不同地层中的适用条件。其中,单层管片衬砌结构内压承载上限为0.25～0.45MPa,管片-钢筋混凝土联合受力结构内压承载上限为0.55～0.85MPa,“管片-SCC-钢管”分开受力结构和联合受力结构的内压承载上限分别为1.5～3.0MPa和1.4～2.7MPa。
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