吴京懋

摘 要：衬砌裂损作为在役隧道最常见的病害之一， 严重影响了隧道服役期间的结构整体性，其对隧道二衬结构的强度、刚度以及稳定性均会造成一定程度的破坏。在役隧道衬砌结构承载性能劣化-耗散机理的进一步研究使得对在役隧道衬砌结构的劣化机理研究成为必要。文章总结了近年来隧道衬砌裂纹的几种基本类型，分析了隧道二衬结构开裂的原因，主要进行了基于断裂力学理论分析在役隧道衬砌结构的劣化机理。

关键词：裂纹；隧道；衬砌结构；断裂力学

中图分类号：U451+.4 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）10-0081-02

Abstract： As one of the most common diseases of existing tunnels， lining cracks seriously affect the integrity of the tunnel structure during service， which will cause some damage to the strength， stiffness and stability of the second lining structure of the tunnel. It is necessary to study the deterioration mechanism of in-service tunnel lining structure due to the further study of the deterioration and dissipation mechanism of in-service tunnel lining structure. This paper summarizes several basic types of tunnel lining cracks in recent years， analyzes the causes of tunnel second lining cracks， and mainly analyzes the deterioration mechanism of existing tunnel lining structures based on the theory of fracture mechanics.

Keywords： crack； tunnel； lining structure； fracture mechanics

随着综合国力的增强以及工程施工技术的不断进步，我国隧道建设长度及速度均取得了突破性进展，已然跻身于隧道大国行列。但由于隧道工程结构计算理论的局限和前期施工管理经验的不足，以及我国地域辽阔，隧道所穿越山体工程地质及水文地质条件的复杂性，使得在役隧道皆出现了不同程度类型的病害，具体表现在：衬砌裂损、渗漏水、隧道冻害、衬砌腐蚀、震害、洞内空气污染和火灾危害。其中，衬砌裂损尤为突出。据2016年在役隧道检测统计资料显示，约占1/3的隧道处于带裂纹工作状态，因此，为控制裂纹扩展引起隧道结构坍塌，对在役隧道衬砌结构的劣化机理以及断裂力学理论分析将是必要的。

1 隧道裂纹类型及特征

1.1 衬砌受弯张口形裂纹

常见于拱腰部位和边墙中部，衬砌承受较大的地层压力作用，衬砌受弯向内位移，内缘拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，而发生张口型裂纹[1]。……