谢小玲，苏海东

(长江科学院 a.水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心;b.材料与结构研究所，武汉 430010)

1 概述

对于盾构隧洞双层复合衬砌结构的受力特性，自上世纪90年代末以来国内诸多专家学者就开始对其进行研究［1-10］，如双层衬砌的力学模型研究、物理模型试验研究、数值分析方法研究(均值圆环法、弹性铰接法、梁-弹簧模型法、弹性地基梁法)等等，这些研究从管片接头、内外衬接触传力、地基与结构的相互作用关系等多方面对结构受力进行分析，取得了不少的成果，但都没有经过工程实践的检验，尤其是内外衬之间的传力机理以及对结构受力的影响还有不少争议。

穿黄隧洞为大型水工隧洞，所处位置地质条件差，承受的荷载复杂，除需承受外部水、土压力荷载及河床冲淤变化等附加荷载外，还需承受大于0.5 MPa的内水压力荷载。因此，隧洞衬砌设计为双层复合结构，其设计思想为拼装式管片结构的外衬承担外部水土压力荷载，内水压力荷载将全部或部分由预应力内衬承担。为全面、系统地掌握这种新型复合衬砌结构的受力特性，落实结构细部构造与设计，完善施工措施和相关工艺，在国家“十一五”科技支撑项目的支持下，开展穿黄隧洞衬砌1∶1仿真试验研究，同时进行三维有限元数值分析，为穿黄隧洞工程的安全顺利实施提供依据。

本文主要通过数值分析方法对预应力双层复合衬砌结构进行计算分析，对比仿真试验测量数据，研究这种新型复合衬砌结构的受力特性。……