海底隧道支护结构受力特征的模型试验研究

海底隧道支护结构的水压力问题十分复杂,影响因素较多,一直是人们关注的焦点。依托厦门翔安海底隧道,采用较大比尺的相似模型试验方法以及先进的光纤光栅测试技术,研究不同防排水方式下衬砌背后水压力分布规律以及水土压力共同作用下衬砌结构受力特征。试验结果表明:海底隧道在全封堵条件下衬砌背后水压力不能折减,注浆圈也不能有效减小水压力;而在排水条件下,衬砌背后水压力可以折减,且水压力随排水量的增加而减小;水土压共同作用下,地下水渗流场和应力场的耦合作用显著增大,并且以水压力为主,仰拱为最不利部位。通过对隧道开挖过程的模拟试验,得到开挖对前方土体的影响范围约为两倍洞径,施工过程初支只承受部分水压,能满足结构安全。