發(fā)布時(shí)間：2017-04-16 14:01

  本文關(guān)鍵詞：隧道裂損襯砌殘余承載性能試驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著各級(jí)公路網(wǎng)的日漸完善,我國(guó)正由公路建設(shè)高峰期逐漸轉(zhuǎn)向養(yǎng)護(hù)期。隧道作為公路網(wǎng)的咽喉要道,也隨之進(jìn)入病害多發(fā)期。調(diào)查發(fā)現(xiàn),隨著建成公路隧道的增多,受地質(zhì)、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)管理和維修養(yǎng)護(hù)等因素的影響,存在著不同程度的病害現(xiàn)象。本文以交通運(yùn)輸部應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目—“病害隧道模擬試驗(yàn)技術(shù)及系統(tǒng)研發(fā)”作為依托,對(duì)“病害相似理論準(zhǔn)則推導(dǎo)”、“相似材料研制與測(cè)試”、“試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)”、“襯砌開(kāi)裂相似模擬試驗(yàn)”開(kāi)展專題研究工作。通過(guò)對(duì)縮尺試驗(yàn)的相似材料制備技術(shù)的調(diào)研、相似理論和斷裂力學(xué)理論的研究、隧道襯砌裂縫的統(tǒng)計(jì)分析以及有限元理論的研究,提出制作相似模型試驗(yàn)方案。研究隧道裂損襯砌殘余承載性能的變化規(guī)律,即二次襯砌存在縱向裂縫的情況下,分析洞周位移—荷載、軸力—荷載、彎矩—荷載之間的相互作用關(guān)系、圍巖與襯砌間接觸壓力以及二次襯砌裂縫寬度變化情況。本論文的研究主要內(nèi)容如下:(1)基于現(xiàn)場(chǎng)裂縫的檢測(cè)數(shù)據(jù),用數(shù)學(xué)期望、方差、偏度系數(shù)和峰度系數(shù)這四個(gè)統(tǒng)計(jì)量概略地反映了裂縫分布的特征,并用?分布擬合說(shuō)明裂縫分布的全貌。(2)采用ANSYS有限元軟件,對(duì)V級(jí)圍巖的二次襯砌進(jìn)行了設(shè)計(jì)條件下的安全分析以及存在裂紋條件下結(jié)構(gòu)受力分析,得出在相同載荷作用下,裂縫尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子變化趨勢(shì)。(3)推導(dǎo)出彈性與塑性模型相似指標(biāo)、相似判據(jù);物理力學(xué)指標(biāo)測(cè)定方法;影響相似材料力學(xué)性能的因素:制作條件、制模壓力、配比、用水量、緩凝劑用量、養(yǎng)護(hù)時(shí)間;給出大比例尺模型中相似材料的配比及力學(xué)參數(shù):二次襯砌、圍巖。(4)物理模型試驗(yàn)設(shè)計(jì),即提出大比例尺模型試驗(yàn)的幾何和物理相似關(guān)系、模型相似材料、模型箱的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)所需儀器及儀器的安裝以及試驗(yàn)實(shí)施步驟;通過(guò)研究隧道襯砌開(kāi)裂的病害現(xiàn)象以及在外加載條件下的裂縫發(fā)展進(jìn)程,分析帶裂縫襯砌殘余承載性能變化及其破壞特征;基于施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),給出V級(jí)圍巖條件下,拱頂沉降、周邊收斂的監(jiān)測(cè)分析以及二次襯砌接觸壓力、軸力、彎矩隨時(shí)間變化的規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：模型試驗(yàn) 襯砌開(kāi)裂 殘余承載力 統(tǒng)計(jì) 裂縫分布 大比例尺
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U451.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義10-12
• 1.2 相似模型試驗(yàn)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國(guó)外相似模型試驗(yàn)研現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)相似模型試驗(yàn)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文研究目的、內(nèi)容及方法14-16
• 1.3.1 研究目的14-15
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容15
• 1.3.3 研究方法和技術(shù)路線15-16
• 1.4 本文創(chuàng)新點(diǎn)16-17
• 第二章 襯砌裂縫的統(tǒng)計(jì)分析17-40
• 2.1 襯砌裂縫的檢測(cè)方法17-19
• 2.2 襯砌裂縫特性分析19-24
• 2.2.1 分布段落與其分布部位19-20
• 2.2.2 分布段落與其裂縫形態(tài)20-21
• 2.2.3 裂縫形態(tài)與其分布位置21-23
• 2.2.4 裂縫長(zhǎng)度與其寬度間關(guān)系23-24
• 2.2.5 裂縫與圍巖級(jí)別關(guān)系24
• 2.3 裂縫長(zhǎng)度及寬度分布24-28
• 2.4 偏度系數(shù)和峰度系數(shù)28-33
• 2.5 概率分布模型的擬合33-38
• 2.5.1 裂縫的正態(tài)分布擬合34-36
• 2.5.2 裂縫的β分布擬合36-38
• 2.6 小結(jié)38-40
• 第三章 襯砌結(jié)構(gòu)的斷裂力學(xué)理論與有限元計(jì)算40-58
• 3.1 ANSYS有限元軟件簡(jiǎn)介40-41
• 3.2 襯砌結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算41-44
• 3.2.1 計(jì)算圖式41-42
• 3.2.2 主動(dòng)荷載作用下的襯砌受力42-43
• 3.2.3 襯砌最終內(nèi)力計(jì)算43-44
• 3.3 襯砌結(jié)構(gòu)的斷裂力學(xué)計(jì)算44-48
• 3.3.1 斷裂力學(xué)計(jì)算模型44
• 3.3.2 應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算44-48
• 3.4 結(jié)構(gòu)斷裂分析基本過(guò)程48-50
• 3.5 設(shè)計(jì)條件下二次襯砌安全分析50-53
• 3.5.1 模型參數(shù)及概況51
• 3.5.2 二次襯砌受力分析51-53
• 3.6 帶裂縫條件下二次襯砌安全分析53-56
• 3.6.1 模型參數(shù)及概況54
• 3.6.2 二次襯砌帶裂縫應(yīng)力分析54-56
• 3.6.3 應(yīng)力強(qiáng)度因子分析56
• 3.7 本章小結(jié)56-58
• 第四章 病害相似理論推導(dǎo)及材料配比設(shè)計(jì)58-85
• 4.1 相似準(zhǔn)則的導(dǎo)出方法58-59
• 4.2 相似現(xiàn)象與相似性質(zhì)59-61
• 4.2.1 幾何相似59-60
• 4.2.2 物理相似60
• 4.2.3 初始狀態(tài)相似60
• 4.2.4 邊界條件相似60-61
• 4.3 相似定理61-63
• 4.3.1 相似第一定理61-62
• 4.3.2 相似第二定理62-63
• 4.3.3 相似第三定理63
• 4.4 相似指標(biāo)與相似判據(jù)63-68
• 4.4.1 彈性模型的相似指標(biāo)與相似判據(jù)63-65
• 4.4.2 塑性模型的相似指標(biāo)與相似判據(jù)65-68
• 4.5 相似比的確定68-83
• 4.5.1 常見(jiàn)相似材料68-70
• 4.5.2 物理力學(xué)指標(biāo)的測(cè)定方法70-77
• 4.5.3 影響相似材料力學(xué)性能的因素77-81
• 4.5.4 相似材料配比及力學(xué)參數(shù)81-83
• 4.6 小結(jié)83-85
• 第五章 隧道裂損襯砌殘余承載性能試驗(yàn)研究分析85-113
• 5.1 相似模型設(shè)計(jì)及制作方法85-95
• 5.1.1 整體模型85-86
• 5.1.2 有節(jié)理的模型86
• 5.1.3 相似材料的制作工藝86-87
• 5.1.4 模型尺寸的確定87-88
• 5.1.5 模型的制作過(guò)程88-95
• 5.2 測(cè)試儀器的選取布置及試驗(yàn)工況95-98
• 5.2.1 傳感器的選取95-96
• 5.2.2 量測(cè)項(xiàng)目及方法96-97
• 5.2.3 測(cè)點(diǎn)布設(shè)97
• 5.2.4 隧道裂縫試驗(yàn)工況97-98
• 5.3 模型加載及記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)98-99
• 5.3.1 加載步驟98-99
• 5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果記錄99
• 5.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析99-106
• 5.4.1 洞周位移分析99-101
• 5.4.2 圍巖與襯砌間接觸壓力分析101-102
• 5.4.3 二次襯砌內(nèi)力分析102-105
• 5.4.4 二次襯砌裂縫深度及寬度變化105-106
• 5.5 施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理分析106-110
• 5.5.1 拱頂沉降及周邊收斂106-107
• 5.5.2 二次襯砌接觸壓力107-108
• 5.5.3 二次襯砌內(nèi)力108-110
• 5.6 結(jié)果對(duì)比分析110-111
• 5.7 本章小節(jié)111-113
• 第六章 結(jié)論與展望113-115
• 6.1 主要研究結(jié)論113-114
• 6.2 存在問(wèn)題和今后的研究問(wèn)題114-115
• 致謝115-116
• 參考文獻(xiàn)116-119
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論著及取得的科研成果119-120

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