高铁隧道仰拱隆起病害频发,严重影响线路正常运营.提出一种用于高铁隧道变形致灾病害试验模拟的新方法,利用3D打印技术构建高铁隧道结构及附属设施精细模型,全方位考虑高铁隧道附属设施的工作状态,并系统介绍3D打印隧道模型的构件类型、打印材料及优选方法、打印流程等多方面内容;依托典型病害案例进行相似模型模拟试验,重现现场病害特征,探讨隧道排水量、结构外水压力和结构位移量的规律特征.研究结果表明:随地下水位的上升,隧道排水量与地下水位呈对数型增长关系;地下水位20 m后隧道排水量增量明显减缓、结构外水压力显著增加(尤其是隧底与拱顶)、底部结构隆起持续增长,且存在“隧底＞内轨＞外轨”的隆起量值特征;至地下水位50 m时试验结果与现场病害特征吻合良好,验证了该方法的可行性与有效性.研究成果可为隧道病害及类似隧道模型试验的精细化模拟提供借鉴.
隧道工程 3D打印技术 高铁隧道 仰拱隆起 病害模拟 模型试验