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大跨隧道裂损衬砌渗水-外水压关联度及承载力研究
| 论文题名： | 大跨隧道裂损衬砌渗水-外水压关联度及承载力研究 |
| 关键词： | 隧道工程;裂损衬砌;渗水现象;外水压;承载力 |
| 摘要： | 我国正处于基建深入发展的阶段，隧道建设向大山深处、离岸深水挺进，隧道里程，特别是中长、特长隧道里程大幅增长；同时，传统的两车道或三车道隧道已经越来越不适应日益增长的交通运输需要，大跨四车道隧道的建设能有效缓解交通运输压力、提高隧道行车舒适性。大跨四车道隧道建设是未来的发展趋势，但由于大跨四车道隧道结构特点，在运营过程中，更容易发生衬砌开裂、渗漏水等病害。 论文依托国家重点研发计划(2017YFC0806010)课题十“既有城市隧道损伤快速定位与灾后快速诊断成套技术及装备”项目，以大跨四车道隧道裂损衬砌渗漏水为研究对象，通过文献调研、试块试验、模型试验、数值模拟等相结合的方法，在渗水量、裂缝开度、渗水部位等可直接量测的既有表观现象指标基础上，研究隧道裂损衬砌渗水时，水流量、裂缝开度、渗水部位、外水压四者之间的关联关系及裂损衬砌结构承载力，论文主要研究成果如下： (1)根据相似定理准则，确定相似比；设计正交试验方案，开展相似材料力学参数测试试验，并进行敏感性分析，选取重晶石粉：石英砂：石膏=1：0.35：0.28作为模型试验围岩材料的配合比。 (2)隧道裂损衬砌结构渗水特性模型试验需水压稳定、流速恒定，通过利用空气稳压的方式研制了一套适用于大型模型试验的恒压恒流供水装置。 (3)开展混凝土试块试验，预制不同裂缝开度试块，研究裂缝开度为0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm情况下，渗水量、外水压的关联关系。开展1:50模型试验，研究大跨四车道隧道裂损衬砌不同渗水部位对渗水量、裂缝开度、外水压三者的关联性的影响，从而得到渗水量-裂缝开度-渗水部位-外水压四者之间的关联性。 (4)根据《公路隧道加固技术规范》(JTG/T5440—2018)对浸渗、滴漏、涌流、喷射四种渗水状态的渗流量定量化描述，利用渗水量-裂缝开度-渗水部位-外水压四者关联性，得到在大跨隧道衬砌拱顶部位、拱腰部位、边墙部位发生渗漏水病害时，不同渗漏水状态对应的衬砌背后水压大小。 (5)引入混凝土塑性损伤本构模型，构建隧道衬砌开裂-渗水的数值仿真模型，研究大跨隧道裂损衬砌单一部位渗水、组合部位不同渗水状态时，大跨隧道裂损衬砌结构承载薄弱部位及承载力衰减。 |
| 作者： | 肖仕来 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 蒋树屏 |
| 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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