隧道气囊在外压作用下的变形特性及试验验证

摘要：

在隧道的建设和运营中,地下水渗漏、突发洪水及有害气体等会对隧道及周围环境造成严重危害,故需快速高效的临时性装置进行阻隔.提出采用大直径气囊将隧道阻隔分区,其原理是通过增大内压使气囊与隧道壁贴合,利用气囊与隧道壁之间的摩阻力来抵抗外部压力,将流体阻隔在气囊一端,避免灾害扩大.充灌气囊属于膜结构,在抵挡外力时,薄膜的受力和变形直接影响气囊滑移失效的模式.结合气囊在隧道中的边界条件和受力条件进行分析,得出自初始状态至阻漏失效的整个过程中气囊形状和内压随外压变化的关系,得到气囊能够抵挡最大外压的计算公式,并确定气囊失效模式的类型,进而探究了气囊长径比和初始压力对形状和内压变化的影响.通过模型试验对理论公式进行验证,试验结果与理论分析有很好的一致性.

关键词：隧道、大直径气囊、变形特性、失效模式、模型试验

所属期刊栏目：40

分类号：TU473.5(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金41272323、41402263;天津市自然科学基金13JCZDJC35300

在线出版日期：2018-09-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：16-26