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青岛地铁隧道开裂衬砌承载性能及结构安全性影响研究
| 论文题名： | 青岛地铁隧道开裂衬砌承载性能及结构安全性影响研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;衬砌裂缝;承载性能;结构安全性 |
| 摘要： | 伴随着地铁隧道使用年限的不断增长，隧道结构内部出现各种形式的病害类型，其中以隧道结构衬砌裂损病害最为显著，本文以青岛地铁特殊地层条件下的隧道工程为背景，从承载性能与安全性能两个方面出发研究隧道裂缝对衬砌的影响，基于三维数值模型，重点研究不同衬砌开裂条件下的结构承载力学特征与衬砌开裂对结构的安全性影响，研究的主要内容如下： （1）对青岛地铁3号线裂缝病害多发段的典型隧道区间展开调研工作，主要调研分析了该区间的衬砌裂缝分布规律与裂缝几何性状特征，并结合分布规律与裂缝几何特征对裂缝的强度、长度、宽度、深度等重要参数开展专项检测。整合现场检测内容结合数理统计分析方法，评判裂缝分布内在规律及几何性状离散程度，为后续数值模拟计算奠定充分参考依据。 （2）采用ABAQUS有限元计算软件，设计13组工况，对比分析基于青岛特殊地层条件不同部位、不同几何特征衬砌结构的围岩-衬砌接触应力及拉伸损伤规律，并根据数值计算结果分析裂缝从发生到失稳状态下的衬砌裂损演化规律与裂缝对结构承载特性影响。 （3）从衬砌结构的受力特性、形变规律以及衬砌断面内力分布规律等方面，揭示了不同位置、不同深度、不同长度及不同宽度的裂缝改变对衬砌安全性的不利影响。并基于衬砌断面内力分布规律，计算衬砌结构安全性系数，完成对隧道断面的安全性影响规律的分析。 （4）结合隧道裂缝检测手段、隧道裂缝的分类与分级标准等衬砌裂缝研究方法，综合考虑地铁隧道衬砌裂缝的几何性状指标，建立基于模糊神经网络的具有普适性与改进性的安全性评价结构模型，完成对隧道衬砌裂缝多指标的定性与定量的分级量化，同时评价分析青岛地铁隧道裂缝安全性量级。 |
| 作者： | 王盛 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张拥军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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