公路隧道作为高速公路运营线路上的重要基础设施,其技术状态直接影响着公路行车安全。新奥法施工的隧道中常常出现诸如二衬厚度不足、钢筋缺失等质量缺陷。按照现有行业评定标准,缺陷段一般都需要重新返工。但事实上按照荷载结构法的设计理论,设计围岩压力是可能承受的最大松动压力;而实际工程中由于超前支护及锚杆作用,围岩未必会松动,故二衬实际承受的压力会比较小。本文拟采用应力释放法测试二衬混凝土应力,反算二衬结构承受的荷载,再与实际二衬结构的承载能力相比较,作为质量缺陷段二衬结构的评价依据。最后结合工程实际对质量缺陷段进行加固补强处治。论文所做的主要工作及获得的成果如下:(1)采用ANSYS有限元软件对偏心受压混凝土构件进行应力释放模拟,当所开方形槽的深度达到44mm时,测点混凝土应力能完全释放;采用切割两条横槽与分边切割方形环槽的方式所需的应力完全释放深度相同;开横槽间距越大,应力完全释放的深度越大,槽间距100mm为合理间距;应力完全释放深度与其上部作用荷载大小无关。(2)开展了5个混凝土构件的试验研究,与有限元分析结果进行对比,重点关注应力完全释放深度的应变。试验研究开槽顺序、开槽方式、各级荷载和不加载情况下的开槽应力释放情况;总结出扰动引起的残余应变为一个绝对值,残余应变平均值在-40με左右;扣除扰动后的试验误差在±10με左右,满足试验精度要求,可以将45mm作为开槽法应力完全释放深度。(3)采用MIDAS有限元软件对标准两、三车道和Ⅳ、Ⅴ级围岩组合下的四种工况在不同荷载作用下的二衬表面应变规律进行分析,选取了拱顶、左右拱腰、左右边墙、拱底6个关键应变测试点。基于ANSYS软件平台开发反分析程序,通过建立表面应变与荷载之间的反演关系对标准两、三车道隧道二衬结构荷载进行反分析,文中设计算例证实了反演的可行性,该反分析程序具有一定的推广性。结合压弯构件应力释放研究,给出了对二衬结构安全性评价更为有效的方法。(4)对某隧道二衬结构进行现场检测,主要检测结论为二衬厚度最薄处与原设计厚度相差9.8cm;采用围岩注浆、粘贴钢板两种加固方式对缺陷隧道进行处治;建议围岩注浆预加固厚度取4m,粘贴钢板加固厚度取2cm。