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引大入秦工程盘道岭隧道病害成因及其整治技术研究
| 论文题名： | 引大入秦工程盘道岭隧道病害成因及其整治技术研究 |
| 关键词： | 隧道工程;衬砌病害;整治技术;数值模型 |
| 摘要： | 作为地下结构工程中的隧道结构,由于它自身所处的环境非常复杂,受许多因素的影响,这些因素包括:地质条件、水文条件、设计和施工等,使得建设完工后的隧道在运营期间不可避免地出现了许多病害,这些病害情况威胁着隧道结构的支撑性和安全性,本文以盘道岭隧道的两大病害衬砌渗漏水和衬砌裂缝着手,主要做了以下研究工作: (1)从目前隧道病害的现状出发,总结了衬砌渗漏水、衬砌裂缝的类型,以及对隧道结构造成的危害,又进一步分析了衬砌渗漏水和裂缝形成原因。 (2)由于盘道岭隧道有大量地下水的存在,而地下水矿化度高,水中化学离子含量变化异常,所以在盘道岭隧道洞内的9处典型的、较为严重的漏水点进行水化学分析,9个测点水化学分析的结果为5种类型,并且与1990年施工阶段的相同桩号处的离子种类、含量和矿化度进行对比,发现地下水中的离子含量平均而言,基本处于同一量级,变化不大。但是对9个桩号测点主要离子和矿化度等参数进行了归一化,发现地下水中HCO3-和SO42-具有很强的变化性,HCO3-和SO42-分别是衬砌侵蚀中硫酸盐侵蚀和溶出性侵蚀的主要例子含量,说明盘道岭隧道衬砌结构的侵蚀是以硫酸盐侵蚀和溶出性侵蚀为主的。由于盘道岭隧道高硫酸根离子的含量,造成地下混凝土结构性能的退化,而退化的程度是和腐蚀损伤度D有着直接的关系,腐蚀损伤度D造成了混凝土衬砌的力学指标的下降。 (3)在盘道岭隧洞内有多处衬砌出现裂缝,选择两处病害严重的洞段,选择两个典型断面进行仪器安装和观测,安装的测试项目有多点位移计、衬砌表面裂缝计、表面应变计和埋入式应变计,观测裂缝发展随时间一年的变化,研究裂缝发展的影响因素。从断裂力学的角度出发,计算裂缝衬砌的应力强度因子随着不同裂缝深度的变化的结果表达式,并使用有限元数值分析软件ABAQUS建立裂缝的数值模型,模拟裂缝的扩展,求得了不同裂缝深度下的应力强度因子,并与断裂力学强度因子的理论值数值进行比较,并且研究不同裂缝深度的影响。 (4)最后从隧道病害的原因出发,据隧道所在地的水文地质特性,全面系统的调查所有衬砌渗漏水的方式,渗漏出水的量,水的性质,对渗漏水有针对性的制定治理措施,衬砌裂缝方面,从裂缝的特点出发根据不同的宽度和长度,使用不同材料,对纵斜向和环向裂缝进行治理,为今后隧道病害的治理提供帮助和参考。 |
| 作者： | 尹庭杰 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 梁庆国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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