本文關(guān)鍵詞：水下隧道混凝土裂縫中水分輸運(yùn)研究

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【摘要】：本文從水下隧道環(huán)境特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)特征出發(fā),針對(duì)水下隧道承受水壓、混凝土非飽和以及帶裂縫的情況,研究了水下隧道非飽和混凝土裂縫中水分輸運(yùn)過(guò)程。采用理論分析、數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,圍繞水下隧道外側(cè)混凝土裂縫中水分輸運(yùn)進(jìn)行系統(tǒng)地研究,并將紅外檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到水下隧道混凝土裂縫中水分滲透的室內(nèi)試驗(yàn)中,從紅外輻射試塊表面溫度變化角度映證了水下隧道混凝土裂縫中水分輸運(yùn)規(guī)律。本文研究對(duì)水下隧道結(jié)構(gòu)耐久性的研究工作有一定的參考意義。本文主要研究工作及取得的成果有：(1)基于雙重介質(zhì)裂縫模型建立適用于水下隧道非飽和混凝土裂縫中水分輸運(yùn)的理論模型�；诜秋柡突炷林兴诌\(yùn)動(dòng)方程(Richards方程)提出隧道非飽和混凝土裂縫中水分滲透系數(shù)。理論模型用水頭h作為變量,實(shí)現(xiàn)了水下隧道外側(cè)與水接觸的飽和情況與內(nèi)側(cè)混凝土非飽和情況的模擬。(2)采用COMSOL Multiphisics軟件進(jìn)行了模型的數(shù)值求解。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明：水勢(shì)變化區(qū)相同位置處外水壓力越大,水勢(shì)越大;初始飽和度越小,裂縫附近的水勢(shì)變化越大；水勢(shì)變化范圍水膠比為0.43的模型大于0.36的模型；一定范圍內(nèi)裂縫寬度越大,裂縫長(zhǎng)度越小,水勢(shì)變化區(qū)域越大；水勢(shì)變化區(qū)相同位置處,裂縫寬度越大,裂縫長(zhǎng)度越小,水勢(shì)越大；一定范圍內(nèi)裂縫深度越大,受影響深度越大,不同裂縫深度對(duì)裂縫中水分輸運(yùn)的影響主要體現(xiàn)在裂縫深度方向上。(3)自制智能控壓滲透裝置系統(tǒng),進(jìn)行了水下隧道混凝土裂縫中水分壓力滲透試驗(yàn)。提出了“水分滲透軌跡描點(diǎn)繪圖法”,得到表征水分在裂縫底端和左右兩側(cè)運(yùn)動(dòng)的軌跡。試驗(yàn)結(jié)果表明：外水壓力對(duì)隧道非飽和混凝土裂縫中水分輸運(yùn)有促進(jìn)作用,水膠比大的工況水分滲透深度大,而初始飽和度較小的工況水分滲透深度較大；一定范圍內(nèi)裂縫寬度越大,水分滲透深度越大,而裂縫長(zhǎng)度越大,滲透深度越��；各影響因素對(duì)水分在裂縫中各方向滲透產(chǎn)生影響的程度不同。(4)將紅外檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到水下隧道混凝土裂縫中水分滲透的室內(nèi)試驗(yàn)過(guò)程,進(jìn)行了裂縫水壓滲透過(guò)程的紅外特性試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：冷卻水入滲過(guò)程中,紅外熱像呈現(xiàn)高溫區(qū)域包圍低溫區(qū)域的溫度場(chǎng)特征。壓力滲透的不同階段,試塊表面溫度變化的速度不同;在一定范圍內(nèi),外水壓力越大,裂縫長(zhǎng)度中線位置處沿預(yù)制孔洞兩側(cè)裂縫深度方向溫度越低；初始飽和度越小,中線位置處,溫差越大；隨著裂縫寬度和深度增大,溫度降低,溫差增大。從紅外輻射試塊表面溫度變化角度映證了水下隧道外側(cè)混凝土裂縫中水分輸運(yùn)規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：水下隧道 混凝土 裂縫 非飽和 水分 輸運(yùn)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455;U459.5
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-26
• 1.1 研究背景與意義12-18
• 1.1.1 水下隧道的廣泛使用12-14
• 1.1.2 現(xiàn)有隧道開(kāi)裂滲漏情況14-16
• 1.1.3 隧道裂縫的危害16-17
• 1.1.4 研究意義17
• 1.1.5 紅外檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)越性17-18
• 1.2 研究現(xiàn)狀18-23
• 1.2.1 水分在完好混凝土中輸運(yùn)研究18-19
• 1.2.2 水分在混凝土裂縫中輸運(yùn)研究19-22
• 1.2.3 紅外檢測(cè)技術(shù)在混凝土檢測(cè)中應(yīng)用研究22-23
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容23
• 1.4 技術(shù)路線23-24
• 1.5 本文的創(chuàng)新點(diǎn)24-26
• 2 水下隧道混凝土裂縫中水分輸運(yùn)機(jī)理26-38
• 2.1 引言26
• 2.2 混凝土中水分輸運(yùn)26-29
• 2.2.1 飽和混凝土中水分傳輸26
• 2.2.2 非飽和混凝土中水分輸運(yùn)26-29
• 2.3 混凝土裂縫中水分輸運(yùn)29-33
• 2.3.1 裂縫理論模型29-31
• 2.3.2 裂縫中水分滲透系數(shù)31-33
• 2.4 水下隧道混凝土裂縫中水分輸運(yùn)模型33-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 3 水下隧道混凝土裂縫中水分輸運(yùn)數(shù)值分析38-47
• 3.1 引言38
• 3.2 水下隧道混凝土裂縫中水分輸運(yùn)模型38-40
• 3.2.1 模型參數(shù)38
• 3.2.2 幾何尺寸38-39
• 3.2.3 網(wǎng)格劃分39
• 3.2.4 定解條件39-40
• 3.3 數(shù)值模擬結(jié)果40-41
• 3.4 參數(shù)影響分析41-46
• 3.4.1 外水壓力41-42
• 3.4.2 初始飽和度42-43
• 3.4.3 水膠比43-44
• 3.4.4 裂縫幾何特性44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 壓力水頭下隧道混凝土裂縫中水分滲透試驗(yàn)47-75
• 4.1 引言47-48
• 4.2 壓力滲透試驗(yàn)方案48-54
• 4.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>48
• 4.2.2 試驗(yàn)原理48
• 4.2.3 試驗(yàn)工況48-50
• 4.2.4 試驗(yàn)設(shè)備50-52
• 4.2.5 試塊制備52-54
• 4.3 壓力作用下混凝土裂縫中水分滲透試驗(yàn)54-73
• 4.3.1 試驗(yàn)步驟54-56
• 4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果56-58
• 4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析58-73
• 4.4 本章小結(jié)73-75
• 5 水下隧道混凝土裂縫水壓滲透過(guò)程的紅外特性試驗(yàn)研究75-89
• 5.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>75
• 5.2 試驗(yàn)原理75-76
• 5.2.1 紅外線75
• 5.2.2 紅外成像檢測(cè)原理75
• 5.2.3 水下隧道混凝土裂縫水壓滲透過(guò)程紅外檢測(cè)試驗(yàn)原理75-76
• 5.3 試驗(yàn)工況76-77
• 5.4 試驗(yàn)設(shè)備77-79
• 5.5 試塊制備79-80
• 5.6 試驗(yàn)步驟80-81
• 5.7 試驗(yàn)結(jié)果分析81-87
• 5.7.1 水壓滲透過(guò)程紅外輻射變化特征81-83
• 5.7.2 外水壓力影響83-84
• 5.7.3 初始飽和度影響84-85
• 5.7.4 裂縫幾何特性影響85-87
• 5.8 本章小結(jié)87-89
• 6 結(jié)論與展望89-91
• 6.1 結(jié)論89-90
• 6.2 展望90-91
• 參考文獻(xiàn)91-96
• 作者簡(jiǎn)歷96

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1 ;重慶將投資30億元建水下隧道[J];巖土工程界;2003年12期

2 孔祥金;首座地下轉(zhuǎn)盤(pán)水下隧道將在重慶市興建[J];隧道建設(shè);2004年04期

3 宋建;陳百玲;范鶴;;水下隧道穿越江河海灣的綜合優(yōu)勢(shì)[J];隧道建設(shè);2006年03期

4 申楠公;李海超;張珂;;水下隧道貫徹國(guó)防要求研究初探[J];國(guó)防交通工程與技術(shù);2007年02期

5 楊成剛;;水下隧道的防護(hù)技術(shù)措施[J];天然氣與石油;2009年03期

6 楊小勇;;淺談水下隧道安全風(fēng)險(xiǎn)管理[J];當(dāng)代經(jīng)濟(jì);2009年04期

7 ;南寧南湖水下隧道工程[J];公路隧道;2011年01期

8 王少飛;涂耘;程崇國(guó);;公路水下隧道應(yīng)急救援對(duì)策[J];公路;2011年10期

9 周書(shū)明;潘國(guó)棟;;水下隧道風(fēng)險(xiǎn)分析與控制[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2012年S2期

10 何尉祥;;淺談水下隧道穿越江河湖海的優(yōu)勢(shì)與技術(shù)難題[J];才智;2013年19期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 韓大建;;廣州珠江水下隧道的抗震研究[A];高層建筑與橋梁基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1989年

2 何益壽;;談長(zhǎng)江中下游的水下隧道建設(shè)[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)隧道及地下工程學(xué)會(huì)第九屆年會(huì)論文集[C];1996年

3 錢(qián)七虎;;從河床沖淤分析沉管法修建長(zhǎng)江水下隧道問(wèn)題[A];錢(qián)七虎院士論文選集[C];2007年

4 陸培炎;陳曉文;楊光華;;廣州珠江水下隧道沉管段內(nèi)力分析[A];陸培炎科技著作及論文選集[C];2006年

5 陸培炎;陳曉文;楊光華;;廣州珠江水下隧道沉管段內(nèi)力分析[A];高層建筑與橋梁基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1989年

6 ;杭州市慶春路跨越錢(qián)塘江水下隧道工程關(guān)于公鐵合建與防災(zāi)專題專家咨詢意見(jiàn)[A];盛世歲月——祝賀孫鈞院士八秩華誕論文選集[C];2006年

7 蔡小稚;馮良平;曾憲武;;跨越長(zhǎng)江的橋梁建設(shè)成就和水下隧道的發(fā)展前景[A];中國(guó)公路學(xué)會(huì)2002年學(xué)術(shù)交流論文集[C];2002年

8 蔡小稚;曾憲武;馮良平;;跨越長(zhǎng)江的橋梁建設(shè)成就和水下隧道的發(fā)展前景[A];中國(guó)公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)2002年全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

9 徐水根;;修建水下隧道的預(yù)注漿法[A];第四屆中國(guó)巖石錨固與注漿學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

10 程亞鵬;凌賢長(zhǎng);王宣青;胡慶立;;水下隧道覆土層安全厚度設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型研究[A];東北巖石力學(xué)與工程分會(huì)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 記者 胡曉偉;首條水下隧道正式通車[N];天津日?qǐng)?bào);2010年

2 記者 陸婭楠;廣深港高鐵水下隧道貫通[N];人民日?qǐng)?bào);2011年

3 關(guān)書(shū)敏 葛運(yùn)溥;水下隧道建設(shè)的護(hù)航者[N];中國(guó)交通報(bào);2011年

4 記者 高俊;國(guó)內(nèi)首條穿越黃河地鐵在蘭州開(kāi)工[N];中國(guó)鐵道建筑報(bào);2014年

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1 陳向紅;大型水下隧道與附屬豎井的地震響應(yīng)研究[D];北京交通大學(xué);2013年

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1 金立喬;水下隧道混凝土裂縫中水分輸運(yùn)研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 施曉群;長(zhǎng)大鐵路水下隧道火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析及消防安全策略[D];華南理工大學(xué);2011年

3 譚鑫;考慮流固耦合影響的水下隧道施工力學(xué)效應(yīng)研究[D];中南大學(xué);2009年

4 歐陽(yáng)剛杰;長(zhǎng)沙市營(yíng)盤(pán)路湘江水下隧道安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及控制技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2012年

5 郭家;淺埋水下隧道水壓力分布及防排水技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2013年

6 楊秀軍;城區(qū)水下隧道營(yíng)運(yùn)通風(fēng)與防災(zāi)技術(shù)研究[D];重慶交通大學(xué);2008年

7 鄭澤源;水下隧道斷層破碎帶段掌子面穩(wěn)定性分析方法研究[D];中南大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1096045