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公路隧道防水板失效机制试验研究
| 论文题名： | 公路隧道防水板失效机制试验研究 |
| 关键词： | 公路隧道;复合式衬砌防水层;失效机制;围岩压力;喷射混凝土;表观粗糙度 |
| 摘要： | 围岩变形等引发各种力的作用、喷射混凝土的表面平整度和表观粗糙度等，使防水层在施工阶段和运营过程处于复杂的受力环境，致使防水材料失效，但现阶段对防水层受喷射混凝土的表面平整度和表观粗糙度影响而受损的研究较少，认识不足，未进行定量的研究与分析，因此，探索复杂环境下防水材料失效机理、对喷射混凝土的粗糙度导致防水层损伤的进一步研究以及确立相关指标有着重要理论与工程意义，为此论文主要进行了以下研究工作： （1）对致使公路隧道复合式衬砌防水层失效的因素进行了研究，分析了防水层的复杂受力状态，将其概括总结为受压状态、受拉状态、受拉－受压状态和受剪状态4种基本状态。 （2）通过试验来模拟围岩压力作用下喷射混凝土表观粗糙度致使防水层失效的过程，分析隧道围岩压力、喷射混凝土表观粗糙度与防水材料性能之间的规律，利用分形维数D作为防水层基面的表观粗糙度指标，研究表明，基于三维扫描技术所测得的立方体覆盖法分形维数D与防水层受损后其最小厚度t0近似服从指数函数分布。 （3）采用有限元软件ABAQUS进行多种受力情况共同作用、与室内试验形成对照的数值模拟研究，研究表明，试验结果与数值模拟结果两者具有相似性，验证了在复杂受力环境下利用分形维数D作为防水层的表观粗糙度检测指标的合理性与可行性。 （4）采用有限元软件ABAQUS模拟二次衬砌施工过程中防水板在面对不平整基面的情况下的变形情况，建立了计算矢弦比U/L和规范要求表面平整度矢弦比D/L≤1/6之间的联系，以减少衬砌中空隙和减少复杂受力为目的，形成防水层材料和厚度选择的依据。 |
| 作者： | 黄鹏 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 韦良文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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