高速鐵路運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展,大力推動我國綜合交通運(yùn)輸體系規(guī)劃建設(shè),同時也伴隨新的問題。如何對隧道缺陷進(jìn)行有效檢測和整治,保證列車在隧道內(nèi)正常通行和人員安全是必要要解決的問題。因此,有必要對隧道襯砌普遍存在且影響嚴(yán)重的空洞現(xiàn)象深入研究,為隧道檢測后期有針對性的綜合治理提供參考。本文通過檢測數(shù)據(jù)分析,得出鐵路隧道在施工和運(yùn)營階段都存在不同程度的襯砌空洞現(xiàn)象,集中分布在隧道拱部和邊墻位置。統(tǒng)計(jì)分析襯砌空洞缺陷幾何特征,包括空洞幾何尺寸、空洞縱向長度、空洞徑向高度、空洞角度范圍、空洞幾何形狀等因素。根據(jù)檢測統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,設(shè)計(jì)正交多因素?cái)?shù)據(jù)分組對襯砌應(yīng)力敏感性分析。引入破損階段法安全系數(shù)評估空洞受力劣化程度。最后,提出空洞幾何特征影響受力劣化程度判斷標(biāo)準(zhǔn)。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）對隧道檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,得出所檢測區(qū)段襯砌碳化深度與襯砌混凝土強(qiáng)度總體達(dá)到隧道工程安全合格條件。說明襯砌碳化深度與襯砌混凝土強(qiáng)度不是分析的首要因素,需要對襯砌空洞進(jìn)行針對性研究。襯砌空洞的存在削弱了襯砌與圍巖之間的受力關(guān)系,出現(xiàn)襯砌支撐結(jié)構(gòu)承載力不連續(xù),隧道支撐結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性受到結(jié)構(gòu)初始約束條件影響。（2）根... 

【文章來源】：北京建筑大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其相關(guān)理論的發(fā)展概況
        1.2.1 空洞成因及分布規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.2 含空洞襯砌力學(xué)作用研究進(jìn)展
        1.2.3 含空洞襯砌實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯縿討B(tài)
        1.2.4 空洞影響襯砌受力劣化因素研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究思路技術(shù)路線
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 高鐵隧道結(jié)構(gòu)襯砌缺陷檢測數(shù)據(jù)分析
    2.1 隧道檢測數(shù)據(jù)分析引言
        2.1.1 隧道現(xiàn)場檢測選取方法及檢測依據(jù)
        2.1.2 隧道質(zhì)量缺陷評定
    2.2 襯砌混凝土和空洞缺陷檢測結(jié)果數(shù)理分析
        2.2.1 某客運(yùn)專線A區(qū)段隧道工程概況
        2.2.2 襯砌混凝土碳化深度和襯砌混凝土強(qiáng)度檢測情況
        2.2.3 襯砌圍巖回填不密實(shí)空洞檢測數(shù)據(jù)分析
    2.3 檢測數(shù)據(jù)分析結(jié)論
    2.4 本章小節(jié)
第3章 空洞幾何特征對隧道影響研究
    3.1 隧道襯砌空洞概述
    3.2 空洞的分布和幾何尺寸研究
        3.2.1 空洞縱向長度
        3.2.2 空洞徑向高度
    3.3 空洞的角度范圍和幾何形狀研究
    3.4 考慮空洞幾何特征設(shè)計(jì)正交數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)分組
    3.5 本章小結(jié)
第4章 含空洞襯砌有限元模型研究
    4.1 隧道動力分析方法概述
    4.2 隧道力學(xué)計(jì)算模型研究
        4.2.1 隧道計(jì)算應(yīng)力狀態(tài)
        4.2.2 圍巖計(jì)算塑性模型參數(shù)設(shè)置
        4.2.3 隧道-圍巖方法計(jì)算模型
        4.2.4 襯砌混凝土損傷塑性CDP模型參數(shù)
        4.2.5 襯砌耦合接觸約束
    4.3 隧道-圍巖模型網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 減縮積分計(jì)算單元和多精細(xì)度劃分
        4.3.2 圍巖土體掃掠網(wǎng)格劃分
        4.3.3 襯砌映射網(wǎng)格劃分
    4.4 隧道有限元模型計(jì)算結(jié)果
        4.4.1 含空洞襯砌有限元模型建立
        4.4.2 隧道計(jì)算模型參數(shù)與動力加載
        4.4.3 含空洞襯砌結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 含空洞襯砌結(jié)構(gòu)受力劣化算例分析
    5.1 空洞對隧道局部劣化受力狀態(tài)影響
    5.2 襯砌結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)劣化分析
        5.2.1 空洞結(jié)構(gòu)幾何尺寸對受力狀態(tài)劣化影響
        5.2.2 正交敏感性分析空洞幾何因素環(huán)向應(yīng)力劣化
        5.2.3 正交敏感性分析空洞幾何因素縱向應(yīng)力劣化
    5.3 局部圓形空洞裂紋拓展算例分析
    5.4 襯砌破損階段法評估空洞受力劣化狀態(tài)
        5.4.1 破損階段法
        5.4.2 安全系數(shù)K分析
    5.5 含空洞襯砌變形劣化狀態(tài)分析
    5.6 空洞幾何特征影響受力劣化程度判斷標(biāo)準(zhǔn)
    5.7 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
學(xué)術(shù)成果目錄
附錄 INP文件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鐵路隧道檢測與監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 許學(xué)良,馬偉斌,蔡德鉤,杜翠,安哲立.  鐵道建筑. 2018(01)
[2]基于正交試驗(yàn)多因素條件下的混凝土強(qiáng)度分析[J]. 李林果,辛宇,樊成.  水利與建筑工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[3]反復(fù)加載作用下混凝土損傷塑性模型參數(shù)驗(yàn)證[J]. 秦力,嚴(yán)華君.  東北電力大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]襯砌背后空洞對既有隧道受力影響研究[J]. 宋磊.  水利與建筑工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]地質(zhì)雷達(dá)在隧道工程檢測中的應(yīng)用[J]. 肖秀明,成海,車海清,朱華.  工程建設(shè)與設(shè)計(jì). 2017(14)
[6]地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道襯砌質(zhì)量檢測中的應(yīng)用[J]. 齊志敏.  工程建設(shè). 2017(05)
[7]襯砌背后空洞影響下隧道結(jié)構(gòu)裂損規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 張旭,張成平,馮崗,韓凱航.  巖土工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[8]背后空洞引起高速鐵路隧道襯砌裂縫形態(tài)的FEM對比分析[J]. 雷波,漆泰岳,陳小雨,李延.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2015(09)
[9]地震作用下隧道襯砌背后空洞影響機(jī)制研究[J]. 朱正國,耿亞帥,武杰,朱永全,王道遠(yuǎn),韓現(xiàn)民.  鐵道工程學(xué)報(bào). 2015(09)
[10]我國隧道及地下工程發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 洪開榮.  隧道建設(shè). 2015(02)

博士論文
[1]運(yùn)營隧道健康診斷及剩余壽命評估研究[D]. 楊艷青.北京交通大學(xué) 2012
[2]隧道襯砌結(jié)構(gòu)健康診斷及技術(shù)狀況評定研究[D]. 張素磊.北京交通大學(xué) 2012
[3]公路隧道健康診斷計(jì)算模型研究[D]. 劉海京.同濟(jì)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]運(yùn)營隧道拱頂襯砌背后空洞的影響與對策研究[D]. 萬少鋒.重慶交通大學(xué) 2014
[2]寒區(qū)隧道襯砌拱頂背后空洞對二襯受力影響規(guī)律研究[D]. 胡金鑫.重慶交通大學(xué) 2013
[3]圍巖拱頂空洞對隧道穩(wěn)定性影響規(guī)律研究[D]. 陳俊濤.重慶交通大學(xué) 2012
[4]鐵路隧道襯砌狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 杜煥.北京交通大學(xué) 2010
[5]高速鐵路隧道空氣動力學(xué)效應(yīng)及其對支護(hù)結(jié)構(gòu)耐久性影響[D]. 范斌.大連交通大學(xué) 2010
[6]探地雷達(dá)應(yīng)用于公路隧道襯砌檢測圖像判釋研究[D]. 寧黎磊.長沙理工大學(xué) 2009
[7]地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用于公路隧道襯砌無損檢測的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉勝峰.長沙理工大學(xué) 2007
[8]公路隧道襯砌健康狀態(tài)地質(zhì)雷達(dá)檢測的分析軟件開發(fā)與應(yīng)用[D]. 李華.同濟(jì)大學(xué) 2006



本文編號：3169588