渝湘高速武隆中興隧道于2009年建成投用,中興隧道為雙洞分修特長隧道。在2013年隧道定期檢查發(fā)現(xiàn)隧道襯砌結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重超寬的裂縫病害,危及隧道結(jié)構(gòu)安全,但該隧道嚴(yán)重裂縫產(chǎn)生的原因至今未能分析清楚。本文以中興隧道裂縫病害為工程背景,運用斷裂力學(xué)理論對其進(jìn)行安全性分析,并以不同的裂縫參數(shù)為變量,分析其對隧道安全性的影響,主要研究內(nèi)容如下:①在中興隧道襯砌裂縫病害調(diào)查結(jié)果分析的基礎(chǔ)上,采用混凝土斷裂力學(xué)理論和未開裂結(jié)構(gòu)截面強度驗算方法,分析得出隧道結(jié)構(gòu)開裂后隧道的整體安全性。②對開裂的襯砌結(jié)構(gòu)建立簡化的有限元模型,采用實體單元PLANE183模擬二次襯砌,平面單元BEAM3模擬初期支護(hù),彈簧單元COMBIN14模擬地層彈簧。利用ANSYS軟件后處理中位移外推法,設(shè)置裂縫路徑,計算二次襯砌裂縫尖端應(yīng)力強度因子KⅠ、KⅡ,通過工程斷裂判據(jù)并計算裂縫尖端的穩(wěn)定系數(shù),判定開裂后中興隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全性。③本文探討了隧道結(jié)構(gòu)的裂縫深度、裂縫位置和裂縫角度對裂縫尖端應(yīng)力強度因子大小的影響,并得到裂縫深度、裂縫位置和裂縫角度對隧道結(jié)構(gòu)安全性的影響規(guī)律。 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 斷裂理論的發(fā)展
        1.2.2 隧道結(jié)構(gòu)的計算方法
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 渝湘高速武隆中興隧道病害的調(diào)查及分析
    2.1 工程概況
    2.2 襯砌裂縫的檢測結(jié)果
    2.3 襯砌缺陷的檢測結(jié)果
        2.3.1 襯砌開裂區(qū)段雷達(dá)測區(qū)分布
        2.3.2 襯砌開裂區(qū)段設(shè)計相關(guān)參數(shù)
        2.3.3 地質(zhì)雷達(dá)測試結(jié)果
    2.4 襯砌裂縫與缺陷的綜合分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 混凝土斷裂理論及隧道開裂后安全性分析的方法
    3.1 混凝土斷裂理論及斷裂判據(jù)
        3.1.1 單一型裂縫的斷裂判據(jù)
        3.1.2 復(fù)合型裂縫的斷裂判據(jù)
    3.2 利用數(shù)值方法計算應(yīng)力強度因子
        3.2.1 應(yīng)力強度因子
        3.2.2 數(shù)值方法計算應(yīng)力強度因子
    3.3 襯砌開裂后隧道安全性研究的方法
    3.4 本章小結(jié)
第四章 縱向開裂隧道的有限元模型及其運營安全性分析
    4.1 中興隧道襯砌結(jié)構(gòu)概況
    4.2 有限元軟件計算應(yīng)力強度因子的方法
        4.2.1 基于相互作用積分法計算應(yīng)力強度因子
        4.2.2 使用位移外推法計算應(yīng)力強度因子
    4.3 中興隧道襯砌結(jié)構(gòu)有限元計算模型及安全性評價
        4.3.1 開裂襯砌結(jié)構(gòu)有限元計算模型
        4.3.2 中興隧道開裂襯砌結(jié)構(gòu)安全性分析方案
    4.4 中興隧道開裂襯砌結(jié)構(gòu)安全性實例分析
        4.4.1 工況一安全性分析
        4.4.2 工況二安全性分析
        4.4.3 工況三安全性分析
        4.4.4 工況四安全性分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 不同裂縫參數(shù)對隧道結(jié)構(gòu)安全性影響的研究
    5.1 概述
    5.2 裂縫深度對隧道結(jié)構(gòu)安全性的影響
        5.2.1 有限元計算結(jié)果
        5.2.2 數(shù)據(jù)分析
    5.3 裂縫位置對隧道結(jié)構(gòu)安全性的影響
        5.3.1 有限元計算結(jié)果
        5.3.2 數(shù)據(jù)分析
    5.4 裂縫角度對隧道結(jié)構(gòu)安全性的影響
        5.4.1 有限元計算結(jié)果
        5.4.2 數(shù)據(jù)分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間發(fā)表的論著及取得的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3178052