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图 13 衬砌裂缝示意
4.1.4 裂缝开度变化过程 图 15 为首次充/排水过程中衬砌裂缝宽度随内外侧水压力变化的过程线。
由图可以看出，在充水初期衬砌尚未开裂时，随着内水压力的增加，诱导缝裂缝宽度在缓慢增加，表
明随着内水压力增加诱导缝在逐渐扩展；而当内水压力升高至 1.1 MPa 时，J3 测缝计的读数突然迅速
增加，同时 J2 和 J4 测缝计读数也发生了跳跃，且此时衬砌外侧水压力也开始迅速升高，表明此时诱
导缝中心位置率先出现贯通（见图 13），并逐渐向两侧扩展；在随后的充排水过程中，随着内水压力的
升高或降低，诱导缝裂缝宽度也在缓慢增加或减小。由此可以证实，含诱导缝钢筋混凝土衬砌可以实
现对衬砌裂缝宽度的实时监测。
图 14 钢筋轴向应力应变随内外侧水压力变化过程线 图 15 衬砌裂缝宽度应变随内外侧水压力变化过程线
4.2 第二次充/排水试验
4.2.1 衬砌内外侧水压力变化过程 图 16 为第二次充/排水过程中衬砌外侧水压力随内水压力变化的
过程线。由图可以看出，第一次和第二次充水过程中，衬砌外水压力变化过程曲线有所不同。具体而
言，在第二次充排水前，由于衬砌已开裂，整个充排水过程中，内外水相互连通，衬砌外侧水压力则
随着内水压力基本同步升降，且两者差值较小，这与首次充排水试验中衬砌开裂后内外水的变化过程
是一致的。
4.2.2 衬砌与围岩受力变化过程 图 17 为第二次充/排水过程中衬砌和围岩环向应变随内外侧水压
力变化的过程线。由图可以看出，首次充水和第二次充水过程中，衬砌受力变化有所不同。具体
而言，在第二次充水时，由于衬砌已开裂，内外水相互连通，衬砌外侧水压力同步上升，但由于
每级充水后，稳压时间较短，导致充水初期衬砌内外侧水压存在一定的压力差，使得衬砌环向短
暂出现了受拉状态；而随着充水压力的增加，由于裂缝开裂宽度增大，内水外渗速率增强，相同
稳压时间下，衬砌外水压力升降较快，使得衬砌内外侧水压力差值减小，衬砌环向应变值开始由
正转负，表明衬砌受力状态由受拉转变为受压；在此后的充排水过程中，衬砌环向始终处于受压
状态。
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