原文传递
海域段地铁运营期衬砌结构耐久性评价研究
| 论文题名： | 海域段地铁运营期衬砌结构耐久性评价研究 |
| 关键词： | 海底隧道;衬砌结构;氯离子侵蚀;耐久性;承载性能;抗震性能 |
| 摘要： | 随着我国城市化进程的不断推进，城市对地铁的需求量越来越大。在我国的东部沿海城市，因为其特殊的地理环境需要修建海底隧道，海水中含有大量的氯盐，海底隧道结构服役期间必然会受到海水中氯离子的侵蚀，导致隧道衬砌结构的耐久性降低。此外，我国的东部沿海地区处在环太平洋地震带中，地震会对隧道结构造成严重的破坏，近年来全球地震多发，因此对隧道结构的抗震性能提出了更高的要求。海底隧道处在一种非常复杂的地质环境之中，会受到海水侵蚀、高水土荷载以及地震等突发情况的影响。本文基于厦门地铁过海域段盾构隧道工程，对氯离子侵蚀劣化后的隧道衬砌结构的承载性能及其在地震荷载作用下的响应进行了分析，得到的研究成果如下: (1)介绍了影响海底隧道结构耐久性的因素，总结了氯离子对混凝土性质的影响以及氯离子在混凝土中渗透的机理。 (2)通过氯离子加速侵蚀混凝土的实验，研究了氯离子侵蚀劣化后的混凝土物理力学性能的变化，通过实验发现被氯离子侵蚀的混凝土的弹性模量以及抗压强度比未被氯离子侵蚀混凝土的弹性模量有明显的下降。在对混凝土试块在氯离子侵蚀前后的剪切波速进行了测试后发现，被氯盐溶液浸泡的混凝土剪切波速有一定的提升。 (3)根据工程实际情况，通过模拟计算得到了氯离子在混凝土中随时间不断变化的渗透深度，发现随着侵蚀时间的增加氯离子在混凝土中的渗透深度不断增加，而且在10年至100年期间氯离子的侵蚀深度与时间大体上呈线性增长关系。 (4)运用通过实验确定的混凝土的参数以及模拟计算得到的氯离子的渗透深度，进一步模拟分析了氯离子侵蚀劣化后的盾构隧道的承载性能。发现随着氯离子侵蚀深度的加深，隧道衬砌结构的位移变形量不断增大，其中拱顶沉降位移最大;随着氯离子侵蚀作用的加重，隧道衬砌结构内部的应力最大值不断增加，安全系数不断降低。 (5)根据工程的实际工况以及当地的抗震设防烈度生成了人工地震波，并将人工地震波导入计算模型，对未经氯离子侵蚀以及氯离子侵蚀50年、100年的隧道结构在地震荷载作用下的响应规律进行了分析后发现:随着氯离子对隧道结构侵蚀的加深，隧道结构的内部应力呈不断增大的趋势，隧道结构从未侵蚀状态到氯离子侵蚀100年时内部应力的最大值增长了13.2％。 |
| 作者： | 张永飞 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘开云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
