本文關(guān)鍵詞：公路隧道開裂襯砌的力學(xué)模型與承載機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隧道二次襯砌開裂是隧道工程中最為常見的病害,開裂襯砌對隧道結(jié)構(gòu)整體安全性、穩(wěn)定性以及隧道運營效果有著重要的影響。本文在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀以及對公路隧道襯砌裂縫的統(tǒng)計調(diào)查分析的基礎(chǔ)上,針對開裂襯砌結(jié)構(gòu)的重要問題開展研究,根據(jù)隧道襯砌裂縫的形成及擴(kuò)展過程,從開裂機理出發(fā),結(jié)合斷裂力學(xué)理論,研究開裂襯砌的力學(xué)性能,并依托招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司承擔(dān)的交通運輸部應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目中的專項內(nèi)容“病害隧道模擬試驗技術(shù)及系統(tǒng)研發(fā)”,開展開裂襯砌結(jié)構(gòu)的承載力性能模型試驗,分析研究開裂襯砌結(jié)構(gòu)的承載機理。本文主要進(jìn)行的工作和取得的成果如下:(1)通過查閱前人的文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,收集了廣東、云南、重慶、福建、四川、海南、浙江、西藏等地隧道檢測報告進(jìn)行隧道襯砌裂縫統(tǒng)計分析,得出襯砌裂縫出現(xiàn)的原因與特征;(2)對開裂襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬分析,采用荷載-結(jié)構(gòu)法,利用ANSYS有限元軟件建立斷裂力學(xué)模型,對比分析研究在Ⅴ級圍巖條件下裂縫出現(xiàn)不同部位時襯砌結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性及對結(jié)構(gòu)承載能力的影響;(3)通過裂紋尖端附近的應(yīng)力強度因子分析判定不同深度和寬度襯砌裂縫的穩(wěn)定性,得出拱頂裂紋深度對襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性系數(shù)的影響比寬度大。(4)開展開裂襯砌結(jié)構(gòu)的殘余承載性能模型試驗,對比分析完好襯砌結(jié)構(gòu)與拱頂處存在縱向裂縫的襯砌結(jié)構(gòu),分析研究開裂襯砌的承載機理以及殘余承載性能。(5)在上述研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步完善裂縫評價方法,評估開裂襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性,為裂縫的處治提供理論支撐。
【關(guān)鍵詞】：開裂襯砌 斷裂力學(xué) 應(yīng)力強度因子 穩(wěn)定性分析 模型試驗
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U451.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 研究的背景及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 襯砌裂縫研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 隧道襯砌裂縫的分級現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 隧道開裂襯砌研究存在的問題與發(fā)展方向13-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容14-15
• 第二章 公路隧道襯砌裂縫的成因與統(tǒng)計調(diào)查分析15-24
• 2.1 隧道襯砌開裂的類型15-16
• 2.2 襯砌裂縫成因分析16-18
• 2.2.1 襯砌外力作用16-17
• 2.2.2 襯砌材質(zhì)的劣化17-18
• 2.2.3 設(shè)計方面的因素18
• 2.2.4 施工工藝的因素18
• 2.2.5 地質(zhì)因素18
• 2.3 公路隧道襯砌裂縫的統(tǒng)計調(diào)差與分析18-23
• 2.3.1 隧道襯砌裂縫與縱斷面的關(guān)系19-20
• 2.3.2 隧道襯砌裂縫與橫斷面的關(guān)系20
• 2.3.3 隧道襯砌裂縫與圍巖級別的關(guān)系20-21
• 2.3.4 隧道襯砌開裂的形態(tài)特征21
• 2.3.5 隧道襯砌開裂的長度、寬度特征21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 隧道襯砌結(jié)構(gòu)開裂機理的理論分析24-34
• 3.1 隧道襯砌裂縫研究理論簡介24
• 3.2 線彈性模型24-25
• 3.3 混凝土材料的彈塑性損傷模型25-29
• 3.4 接觸單元29
• 3.5 斷裂力學(xué)基本理論29-33
• 3.5.1 斷裂力學(xué)基本理論29-30
• 3.5.2 應(yīng)力強度因子的確定30-32
• 3.5.3 復(fù)合荷載作用下的線彈性斷裂力學(xué)32-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 第四章 隧道開裂襯砌的數(shù)值模擬研究34-51
• 4.1 概述34
• 4.2 混凝土裂縫數(shù)值模擬模型34-36
• 4.3 隧道開裂襯砌的力學(xué)模型研究36-46
• 4.3.1 無損二次襯砌分析37-39
• 4.3.2 已開裂二次襯砌分析39-46
• 4.4 隧道開裂襯砌的穩(wěn)定性研究46-50
• 4.4.1 開裂襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的評價方法46-49
• 4.4.2 開裂襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第五章 隧道開裂襯砌的殘余承載性能試驗51-74
• 5.1 試驗研究的目的與意義51
• 5.2 試驗概況51-63
• 5.2.1 試驗材料及試驗準(zhǔn)備51-55
• 5.2.2 二襯相似材料的確定55-63
• 5.3 測試儀器的選取與布置63-65
• 5.3.1 傳感器的選取63-64
• 5.3.2 量測項目及方法64
• 5.3.3 測點布設(shè)64-65
• 5.4 模型加載及記錄試驗數(shù)據(jù)65-72
• 5.4.1 加載步驟65-66
• 5.4.2 試驗數(shù)據(jù)處理分析66-72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 第六章 結(jié)論及展望74-76
• 6.1 本文的創(chuàng)新點及主要研究成果74-75
• 6.2 有待解決的問題75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-79
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果79

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：328504