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隧道裂损衬砌残余承载性能试验研究
| 论文题名： | 隧道裂损衬砌残余承载性能试验研究 |
| 关键词： | 衬砌开裂;残余承载力;隧道裂损;性能试验 |
| 摘要： | 随着各级公路网的日渐完善，我国正由公路建设高峰期逐渐转向养护期。隧道作为公路网的咽喉要道，也随之进入病害多发期。调查发现，随着建成公路隧道的增多，受地质、设计、施工及运营管理和维修养护等因素的影响，存在着不同程度的病害现象。 本文以交通运输部应用基础研究项目—“病害隧道模拟试验技术及系统研发”作为依托，对“病害相似理论准则推导”、“相似材料研制与测试”、“试验方案设计”、“衬砌开裂相似模拟试验”开展专题研究工作。通过对缩尺试验的相似材料制备技术的调研、相似理论和断裂力学理论的研究、隧道衬砌裂缝的统计分析以及有限元理论的研究，提出制作相似模型试验方案。研究隧道裂损衬砌残余承载性能的变化规律，即二次衬砌存在纵向裂缝的情况下，分析洞周位移—荷载、轴力—荷载、弯矩—荷载之间的相互作用关系、围岩与衬砌间接触压力以及二次衬砌裂缝宽度变化情况。 本论文的研究主要内容如下: ①基于现场裂缝的检测数据，用数学期望、方差、偏度系数和峰度系数这四个统计量概略地反映了裂缝分布的特征，并用β分布拟合说明裂缝分布的全貌。 ②采用ANSYS有限元软件，对Ⅴ级围岩的二次衬砌进行了设计条件下的安全分析以及存在裂纹条件下结构受力分析，得出在相同载荷作用下，裂缝尖端应力强度因子变化趋势。 ③推导出弹性与塑性模型相似指标、相似判据;物理力学指标测定方法;影响相似材料力学性能的因素:制作条件、制模压力、配比、用水量、缓凝剂用量、养护时间;给出大比例尺模型中相似材料的配比及力学参数:二次衬砌、围岩。 ④物理模型试验设计，即提出大比例尺模型试验的几何和物理相似关系、模型相似材料、模型箱的设计、试验所需仪器及仪器的安装以及试验实施步骤;通过研究隧道衬砌开裂的病害现象以及在外加载条件下的裂缝发展进程，分析带裂缝衬砌残余承载性能变化及其破坏特征;基于施工监测数据，给出Ⅴ级围岩条件下，拱顶沉降、周边收敛的监测分析以及二次衬砌接触压力、轴力、弯矩随时间变化的规律。 |
| 作者： | 郑欣 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 程崇国;郭军 |
| 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 |
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