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既有铁路隧道二衬开裂对结构性能影响及防治措施研究
| 论文题名： | 既有铁路隧道二衬开裂对结构性能影响及防治措施研究 |
| 关键词： | 既有铁路隧道;病害整治;二衬开裂 |
| 摘要： | 2020中国隧道与地下工程大会（CTUC）特别提出运营隧道寿命周期成本问题、既有隧道养护便利化、维修加固技术手段标准化施工等几点理念。种种迹象表明我国隧道发展技术转型至“建管养”齐头并进阶段，绝大多数运营隧道进入维修周期。然而关于运营铁路隧道健康状态的评价体系中，对于某些病害因素的判定标准及多种病害作用下隧道综合健康值变化尚缺乏定量化研究。为此，本文首先建立既有铁路隧道病害诊断模糊综合评价模型，定量化分析隧道整体健康状态；其次依托松树湾隧道二衬开裂病害背景，借助ANSYS软件建立带裂缝二衬结构有限元模型，分析不同开裂模式下对既有铁路隧道二衬结构性能的影响机制，整理各工况下开裂二衬结构的安全性评价结果；最后依据加固补强原则对不同程度隧道二衬开裂病害提出防治措施。主要研究内容具体如下： （1）列举影响铁路隧道病害的5种评价指标：二衬裂缝、渗漏水、材质劣化、背后空洞、衬砌起层剥落，归纳其病害特征、成因机制及病害评定依据标准，为病害因素参数定量化提供依据。 （2）引入模糊数学隶属函数根据判定标准对各指标因素判定结果量化，针对既有铁路隧道病害诊断综合评价体系建立基于层次分析法（AHP）的多级模糊综合评价模型，并代入算例数据试算结果二者相对误差lt;20%，验证该综合评价体系可行性。 （3）鉴于二衬开裂病害判定标准中对裂缝稳定性判据尚不完善，引入裂纹尖端稳定性安全系数K1和截面承载力安全系数K2，建立带裂缝工作的二衬结构，研究不同开裂部位、裂缝深度组合工况下对二衬结构的力学响应规律，分析不同开裂模式下对既有铁路隧道二衬结构性能的影响机制，探究基于裂缝稳定性及承载力安全系数的带裂缝二衬结构综合安全性评估结果。 （4）在以往隧道开裂病害整治基础上，防治结合。根据各工况下开裂二衬结构的安全性评价结果，依据加固补强原则对不同类型二衬开裂病害提出优化建议整治措施。 |
| 作者： | 齐军 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李德武;朱小明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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