發(fā)布時(shí)間：2021-10-20 08:54

　　我國(guó)對(duì)于盾構(gòu)隧道的加固尤其是運(yùn)營(yíng)后的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)尚淺,加固體系并不完善。針對(duì)上述問題,本文提出了一種超高性能混凝土（UHPC）加固盾構(gòu)隧道管片的新方法,并通過開展UHPC加固偏壓短柱試驗(yàn)、數(shù)值模擬的方法,探究了該方法加固管片結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性,為研發(fā)高效、耐久、適用性強(qiáng)的盾構(gòu)隧道加固新方法提供了新的思路。主要研究成果如下:（1）基于管片主斷面的受力特性,開展UHPC加固偏壓短柱試驗(yàn),探討了偏心距為e=0.5 h和e=0.8 h兩種荷載條件下,加固層厚度為4⁶cm的偏壓短柱的承載力、剛度、延性以及裂縫開展情況,從而分析加固效果,結(jié)果表明:當(dāng)原結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)處于大偏心受壓狀態(tài)時(shí),采用UHPC對(duì)結(jié)構(gòu)受拉面進(jìn)行加固,結(jié)構(gòu)正截面極限承載力能提高38.2%至108.1%,并有效控制裂縫的開展。（2）通過數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）測(cè)量方法監(jiān)控結(jié)構(gòu)加載過程中加固界面的變形,從而探究了在軸力和彎矩組合荷載條件下UHPC-普通混凝土的協(xié)同工作性能,分析了加固結(jié)構(gòu)的裂縫開展規(guī)律。結(jié)果表明:UHPC加固層與原混凝土結(jié)構(gòu)粘結(jié)良好,承載過程中不會(huì)發(fā)生粘結(jié)面破壞。（3）基于UHPC加固偏壓短柱試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行參... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

混凝土平板型管片

盾構(gòu)隧道管片超高性能混凝土（UHPC）加固方法研究2中，如圖1.1。然而，也正是由于只有一次襯砌，隧道管片結(jié)構(gòu)一旦受損，相應(yīng)的后期的維護(hù)和加固也就面臨著更大的挑戰(zhàn)。a)管片預(yù)制廠錯(cuò)縫拼裝的管片b)盾構(gòu)隧道內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)管片圖1.1混凝土平板型管片圖1.2盾構(gòu)隧道管片病害盾構(gòu)隧道管片自相關(guān)檢測(cè)合格出預(yù)制廠后，在施工階段和運(yùn)營(yíng)階段均可能產(chǎn)生不同程度的病害，主要表現(xiàn)為管片開裂、接頭張開、錯(cuò)臺(tái)等[2-4]，見圖1.2。究其原因，在隧道施工過程中，主要是因?yàn)榍Ы镯斖屏Σ划?dāng)、頂進(jìn)過程中產(chǎn)生偏心距、隧道姿態(tài)控制不

提高隧道結(jié)構(gòu)自身承載力抵抗后續(xù)變形。隧道周邊注漿加固主要是對(duì)隧道外圍土體注漿進(jìn)行加固，增大隧道周邊土體的剛度，提高土體基床系數(shù)，從而增大隧道結(jié)構(gòu)的剛度。對(duì)注漿加固有很好的加固效果，能及時(shí)糾正隧道較大的側(cè)移，短期內(nèi)減小變形增量。合理范圍內(nèi)進(jìn)行注漿既能有效地控制既有隧道變形，又能節(jié)省工程造價(jià)[8]。對(duì)于內(nèi)表面補(bǔ)強(qiáng)加固，目前應(yīng)用在工程中的主要有兩種方法[9]：粘貼纖維布(FRP)和鋼板內(nèi)襯加固。粘貼FRP布法即利用芳綸布等纖維片材良好的受拉性能，將其粘貼在管片接縫等受拉區(qū)域，從而控制變形[10]，如圖1.3(a)和圖1.3(b)所示；而鋼板內(nèi)襯加固法實(shí)則是粘鋼法的一種，在隧道結(jié)構(gòu)整個(gè)內(nèi)環(huán)面粘貼布滿鋼板，利用鋼板與管片間填充的環(huán)氧樹脂等高粘結(jié)能力、高強(qiáng)度的膠結(jié)材料以及膨脹螺栓，使鋼板和管片成為受力整體，從而大幅度提高結(jié)構(gòu)剛度，抵抗結(jié)構(gòu)變形，如圖1.3(c)所示。前者可以有效控制管片內(nèi)側(cè)受拉區(qū)變形，但對(duì)管片整體結(jié)構(gòu)的剛度提升不明顯，不易控制整體變形。因而針對(duì)整體變形過大的盾構(gòu)隧道，業(yè)內(nèi)主要采用鋼板內(nèi)襯加固的方法，但面臨施工難度大、效率低、造價(jià)高的問題，且粘貼鋼板往往需要植筋，植筋鉆孔易造成混凝土管片結(jié)構(gòu)損傷。同時(shí)，以上兩種加固方法均有耐高溫和耐久性較差等缺點(diǎn)，其使用的有機(jī)粘結(jié)材料(環(huán)氧樹脂膠)易老化，導(dǎo)致加固層開裂剝離，需反復(fù)加固，大大增加了維護(hù)成本。a)粘貼FRP布加固示意圖[10]圖1.3管片內(nèi)表面加固方法

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]鋼—配筋UHPC組合橋面結(jié)構(gòu)彎曲受拉性能研究[D]. 張哲.湖南大學(xué) 2016
[2]海底隧道襯砌裂縫控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 榮耀.同濟(jì)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]地鐵盾構(gòu)隧道鋼板襯加固效果的數(shù)值試驗(yàn)研究[D]. 鄒家南.華南理工大學(xué) 2014
[2]碳纖維補(bǔ)強(qiáng)條件下公路隧道襯砌計(jì)算方法的研究[D]. 羅立娜.同濟(jì)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3446614