童建军，邵国霞

(西南交通大学 峨眉校区，四川 峨眉山 614202)

厦门海底隧道由左右主洞和服务洞组成，主洞为三车道，毛洞开挖高约15 m，宽约10 m。在海底段穿越全风化的风化囊槽，围岩松散，渗透性好，围岩压力和水压力大。初期支护在施工阶段常出现开裂，钢拱架锈蚀速度大大加快，因此研究钢拱架锈蚀对自身承载力影响非常有意义。

1 计算模型及参数

计算模型采用纵向长1 m荷载—结构模型，初期支护混凝土和二次衬砌采用三维实体单元［1-3］，考虑两者之间设有防水板，在两者之间设置接触单元。钢拱架采用梁单元，考虑锈蚀引起截面减小，在钢拱架与喷混凝土之间设置粘结单元［4］。

风化囊槽主隧道初期支护工字钢采用I20b，间距50 cm，C25喷射混凝土厚度为30 cm，二次衬砌采用C45高性能耐腐蚀混凝土，支护参数见图1。钢拱架屈服强度的历时变化参考文献［5-8］，材料的非线性特性参考文献［9］，计算参数见表1。隧道埋深32.5 m，拱顶水位高42.5 m，围压计算摩擦角取30°，滑面摩擦角取 18°［10］，计算荷载见图 2。

2 计算工况

图1 风化囊槽支护参数

图2 荷载示意

将围岩荷载按A(初期支护独立承担)+B(初期支护与二次衬砌共同承担)的比例进行分配，加载方式为:先在带仰拱的初期支护加载A进行计算;然后激活二次衬砌单元，累加B进行计算;考虑现场初期支护渗透性好，有水压时将水压直接施加在二次衬砌上。共进行了70种工况的模拟，工况组合见表2。

3 计算结果

3.1 钢拱架轴力与锈蚀率关系

不同荷载分配时，钢拱架的轴力随锈蚀率ρ的变化见图3。……