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北京地铁运营隧道衬砌病害分类及其安全状态分级研究
| 论文题名： | 北京地铁运营隧道衬砌病害分类及其安全状态分级研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;衬砌结构;病害指标;安全状态分级 |
| 摘要： | 北京地区地铁隧道已进入新建与维修并重期，较早期修建的隧道衬砌已经出现大量的不同形式的可见病害。本文在广泛查阅相关资料的基础上，通过现场检测，理论分析和数值计算相结合，对所出现的衬砌质量缺陷，衬砌病害的分布规律和作用机理进行统计分析，并在统计的基础上，对衬砌结构安全状况分级进行了深入研究。主要研究工作和结论如下: (1)针对北京地铁1号线、6号线、10号线和机场线等众多线路的18个区间，统计了包括衬砌裂缝，渗漏水，衬砌劣化，衬砌背后空洞，衬砌结构变异，衬砌起层剥落等六大类病害，涉及裂缝长度，宽度，渗漏水状态，渗水位置等下属的共18个病害指标，并在此基础上建立了衬砌安全状态评价的总体指标体系。 (2)提出主病害的概念。选出具有典型病害的1、2、5、6、7、9、10号线的共12个区间，依据现有的国内外关于隧道衬砌病害分级的规范和文献，提取出达到“极严重”级别的病害指标，在此基础上，运用SPSS中的对应分析模型，找出“极严重”病害指标与病害区间的对应关系，最终确定出裂缝，渗漏水和衬砌背后空洞为影响衬砌结构安全的三种关键病害。 (3)参考国内外关于隧道衬砌结构安全状态的划分方法，设定了本文的四级划分法。分析了衬砌弯矩和轴力随空洞范围扩大的变化规律，以混凝土安全系数的变化为依据，以衬砌背后空洞的位置和横向宽度为变量，确定了对应空洞病害的四级衬砌结构安全状态级别划分标准。 (4)以钢筋锈胀时混凝土保护层内主拉应力的变化为依据，以处于少雨期的衬砌渗漏水状态，渗水部位钢筋直径，渗水部位保护层厚度为变量，确定了对应渗水病害的四级衬砌结构安全状态级别划分标准。 (5)以混凝土安全系数和裂纹尖端稳定性系数为划分依据，以裂缝位置和裂缝在衬砌内开裂深度为变量，确定了对应裂缝病害的四级衬砌结构安全状态级别划分标准，并提出了衬砌安全状态评价的简化指标体系。 (6)将上述简化指标体系在北京地铁6号线车公庄西—白石桥南区间和10号线知春里—知春路区间进行成功应用，最后综合评判车公庄西—白石桥南区间处于B3极严重级别，10号线知春里—知春路区间处于B2严重级别，并针对性地提出了对应不同衬砌安全状况级别的防治措施。 |
| 作者： | 蔡鹏超 |
| 专业： | 隧道与地下工程 |
| 导师： | 苏洁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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