刘小龙 重庆交通大学 重庆 400074

1 引言

公路隧道是一种通过公路修建的建筑物，它是一个与外界直接相连的相对封闭的空间，近年来,随着交通运输业的快速发展,隧道交通发展迅速。截止目前，我国已建成通车公路隧道已突破一万公里，并以年均1500km以上的速度在增长，我国已经是世界上隧道工程数量最多、发展最快的国家。在将来的几年,更多的山区公路隧道将修建完成并投入使用。隧道衬砌作为公路的关键和控制节点,其开裂将对隧道的整体结构安全产生重大影响，在隧道运营过程中更会造成经济损失。更严重的还会影响车辆的通行，危机的维修人员的安全。根据侯建斌等在2006的统计结果，2004 年 时，在 我 国 的 2495座公路隧道中，有百分之六十五的隧道已经进入到养护维修期；日本修建的隧道寿命能达到平均50年以上，而我国的公路隧道的平均寿命仅为30年。

2 裂缝开裂机理理论分析

2.1 裂缝在断裂力学里的研究

欧文使用GALT(Westergaard)为复变函数的应力作用在裂纹问题的研究,在一个均匀拉伸应力场的无限大平板,有一个很长的裂纹板厚度2a,裂纹尖端附近的应力场和应变场进行了分析,该地区附近的裂纹尖端的应力和位移分量表达式组成:

由于研究的范围仅限裂尖端附近的应力场，这是在是很小的范围内，在(2-1)公式，R的高阶项(如R0、R1/2/2/6 R3,R2)被忽略。当R，gt，0，应力分量趋于无穷大，所以裂纹尖端是应力场的奇点。公 式(2-1)表明，应 场Y-1/2阶奇异性。所有因素都反映裂纹尖端应力场的强度和强度。……