在我國早期修建的隧道大多采用直墻式隧道形式,隨著隧道運營年限的延長,直墻式隧道出現(xiàn)了大量襯砌病害現(xiàn)象,而襯砌背后空洞作為常見的質(zhì)量缺陷,是隧道病害成因的主要誘因之一,嚴重威脅著直墻式隧道的運營安全。為了分析空洞存在條件下直墻式隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)特性及安全性,本文結(jié)合21座直墻式隧道襯砌病害檢測數(shù)據(jù),建立三維數(shù)值模型就空洞影響下襯砌結(jié)構(gòu)安全性進行了分析,并利用擴展有限元法(XFEM)對空洞存在條件下直墻式隧道襯砌開裂機制及演化規(guī)律進行了分析,本文主要研究成果如下:(1)結(jié)合21座直墻式隧道襯砌病害檢測資料,統(tǒng)計得:襯砌滲漏水主要位于拱部,滲漏水形式以浸滲為主;裂縫主要分布于拱部,并且縱向裂縫>環(huán)向裂縫>斜向裂縫;襯砌背后空洞主要分布在拱部位置,空洞縱向長度平均值約為10m、豎向高度平均值約為19.4cm。(2)基于三維有限元模型對空洞存在條件下襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布規(guī)律及安全性進行了分布,得到以下主要結(jié)論:空洞環(huán)向范圍的變化對襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性影響顯著,結(jié)構(gòu)整體安全性隨環(huán)向范圍增大逐漸降低;空洞對襯砌縱向上的變形影響較大,襯砌縱向上豎向變形隨著距空洞越遠變形越小,且變形速率在空洞邊界處最...

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 隧道襯砌背后空洞研究現(xiàn)狀
        1.2.2 研究存在的主要問題
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
    1.4 本文主要研究方法及技術(shù)路線
第2章 直墻式隧道襯砌病害特征統(tǒng)計分析
    2.1 項目概況
        2.1.1 工程概況
        2.1.2 襯砌檢測方法
    2.2 直墻式隧道襯砌病害現(xiàn)場檢測及統(tǒng)計分析
        2.2.1 襯砌滲漏水
        2.2.2 襯砌裂縫
        2.2.3 襯砌背后空洞
    2.3 本章小結(jié)
第3章 襯砌背后空洞對直墻式隧道襯砌安全性影響分析
    3.1 襯砌背后脫空計算模型
        3.1.1 計算模型
        3.1.2 空洞形狀及尺寸說明
        3.1.3 襯砌安全系數(shù)計算
    3.2 三維數(shù)值計算結(jié)果分析
        3.2.1 空洞環(huán)向范圍對襯砌安全性影響分析
        3.2.2 空洞縱向長度對襯砌安全性影響分析
        3.2.3 空洞豎向高度對襯砌安全性影響分析
    3.3 小結(jié)
第4章 襯砌背后空洞條件下直墻式隧道襯砌開裂機制研究
    4.1 斷裂力學(xué)基本原理
    4.2 計算模型簡介
    4.3 襯砌背后空洞對襯砌開裂機制影響研究
        4.3.1 空洞環(huán)向范圍R=15°、30°
        4.3.2 空洞環(huán)向范圍R=45°
        4.3.3 空洞環(huán)向范圍R=60°
    4.4 小結(jié)
第5章 直墻式隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全性評價
    5.1 襯砌結(jié)構(gòu)安全分級方法
    5.2 直墻式隧道襯砌安全等級評價指標系統(tǒng)確定
    5.3 隧道襯砌安全等級的確定
        5.3.1 基于AHP的層次分析
        5.3.2 基礎(chǔ)指標隸屬度的確定
        5.3.3 模糊綜合評價
    5.4 直墻式隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)模糊綜合評價應(yīng)用
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
致謝



本文編號：4021066