由于设计、施工、地质条件和隧道结构本身的原因,高速公路隧道在建成后需要进行管理,产生病害的隧道需要进行加固;高速公路隧道断面大,运营繁忙,维修困难,维修费用高,为减少维护加固难度和费用应进行这方面的深入研究。 本文针对当前高速公路隧道的断面特征,依托重庆市科委科技攻关项目《高速公路隧道长期安全性评价及维护加固研究》,以笔架山隧道为基本原型进行研究。论文分析了高速公路隧道产生病害的原因并把隧道病害和维护加固分为四级,并据此对病害隧道加固。 本文以几何相似比1:25和容重相似比1:1为基础相似比进行了平面应变模型试验,试验实现了在弹性范围内控制各物理力学参数的相似性;模型试验研究了Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩中拱顶空洞、衬砌厚度不足以及不同施工方法对隧道结构承载力的影响,同时对以上不同缺陷形式下的隧道结构加载直至隧道结构产生病害,根据隧道的不同病害形式和隧道病害等级采用不同加固方式,隧道加固后继续加载至结构破坏以研究加固后结构的承载能力。根据试验结果,得出了不同缺陷形式下结构的病害形态,分析了缺陷形式对隧道衬砌承载力的影响,提出了拱顶空洞回填、锚杆加固、内表面加固、拱架·内衬加固等加固方式的适用性和其组合加固方式的适用性。最后论文提出了在不同缺陷形式、不同地应力场情况下宜采用的维护加固对策。