原文传递
地下水与车载作用下隧道路面疲劳性能试验研究
| 论文题名： | 地下水与车载作用下隧道路面疲劳性能试验研究 |
| 关键词： | 隧道路面;孔隙水压力;水损害破坏;疲劳寿命;地下水;车载作用 |
| 摘要： | 隧道作为公路交通的咽喉部位，往往对交通起控制作用。不管在隧道的建设或者运营过程中，地下水都是不可回避的问题，地下水通过岩体或水泥混凝土下面层中的裂隙渗入路面结构中，使隧道路面结构“浸泡”在水中。在地下水与交通荷载作用下，隧道路面会出现不同程度的水损害破坏。隧道路面的水损害破坏不仅降低了行车安全，增加了事故发生率，而且大大减弱了其使用寿命，同时也增加了养护费用。 目前很少涉及对隧道路面在地下水与行车荷载作用下的水损害破坏的研究，因此本文针对不同水环境、不同车载情况下，结合数值模拟与室内试验两种手段，对隧道路面水损害疲劳破坏进行初步探讨。通过有限元软件计算了隧道路面结构在不同环境下应力场、位移场的改变及车载与路面孔隙率对饱水隧道路面产生的孔隙水压的影响;通过室内试验得出了不同工况下水稳定性能及疲劳寿命曲线。 本文主要内容与研究成果如下: ①介绍了隧道路面在地下水与车载共同作用下的破坏机理。 ②通过运用ABAQUS有限元软件建立隧道路面模型，结合不同水环境、不同行车荷载、不同路面孔隙率，研究不同水环境下，隧道路面结构中竖向应力、横向应力以及竖向位移的变化规律;此外还研究了隧道路面在饱水条件下，行车荷载与孔隙率对孔隙水压力的影响，得到了孔隙水压力的变化规律。为今后隧道路面的结构设计提供参考。 ③通过室内试验成型不同孔隙率的试件，测定不同孔隙率试件的渗水系数，并拟合渗透系数与孔隙率的关系方程，得到渗透系数与孔隙率之间的变化关系。 ④通过改进的冻融劈裂试验，测定不同水环境、不同孔隙率下沥青混合料试件的劈裂强度，得到了水环境与孔隙率对隧道路面结构水稳定性能的影响规律，结果表明水环境越恶劣，孔隙率越大，试件的劈裂强度比越小，水稳定性能越差;通过浸水车辙试验模拟了饱水隧道路面在动荷载作用下的破坏情况，结果表明重载交通对隧道路面疲劳影响巨大。 ⑤通过室内疲劳试验，依据试验结果，对不同孔隙率与不同水环境下沥青混合料试件的疲劳寿命进行拟合，得到疲劳寿命方程，得到疲劳方程中截距lgk与斜率a的变化规律。为了解隧道路面结构在地下水与车载作用下的疲劳破坏提供依据。 |
| 作者： | 陆飞 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 蒋树屏;王晓雯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
