根据酉阳地区21座公路隧道的定期检查统计分析,表明隧道衬砌病害占隧道病害的养护关注度最高,同时衬砌病害中隧道纵向裂缝占比最大。本文以该地区裂缝病害和马夫井隧道作为工程背景,基于断裂力学及混凝土断裂力学的理论及复合型裂缝的工程试验研究,确定隧道不同裂缝类型的稳定系数的计算公式。利用有限元软件ansys进行数值模拟计算裂缝尖端的应力强度因子,研究隧道裂缝在不同位置、不同深度、不同角度的应力强度因子变化情况,并通过计算分析裂缝的失稳扩展深度和稳定系数的变化规律。研究结果可为隧道衬砌裂缝现场监测数据提供分析和参考。主要究内容及成果如下:1、通过对酉阳地区隧道病害的检测,统计分析隧道各病害数量的占比,根据规范中隧道各类病害的评分权重,引入隧道的养护关注度系数,计算分析隧道各病害的养护关注系数,为养护治理提供针对性。并对该地区的裂缝类型进行统计分析,发现隧道纵向裂缝占比居多且对衬砌结构的危害性最大,而裂缝宽度在5mm以内时,其深度、角度和位置是影响裂缝稳定性的重要因素。2、利用有限元软件ansys对隧道衬砌开裂结构简化建立有限元模型,采用位移外推法计算裂缝在拱顶、拱腰、边墙处,不同裂缝深度和角度的应力强度因子,得出了应力强度因子在各位置处随裂缝深度和角度的变化规律。并计算拱顶和拱腰双裂缝、拱腰和边墙双裂缝下的应力强度因子。3、通过断裂力学对隧道不同裂缝类型的分析建立相应的稳定系数计算式,将有限元软件计算出的应力强度因子的值代入公式,计算出裂缝在不同位置、深度、角度下的稳定系数。利用origin软件中的非线性拟合,拟合出稳定系数与裂缝深度的函数关系式,求得裂缝在不同位置和角度的失稳扩展深度,对隧道衬砌裂缝是否发生失稳扩展进行分析。4、对裂缝处于隧道拱顶、拱腰、边墙处,不同裂缝角度和深度的稳定系数进行分析,研究裂缝稳定系数随裂缝深度、角度、位置的变化规律。对隧道拱顶和拱腰,拱腰和边墙双裂缝下的稳定系数进行分析,研究在单裂缝组合下,双裂缝时稳定系数的变化规律。