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隧道衬砌厚度对其技术状况评定影响的研究
| 论文题名： | 隧道衬砌厚度对其技术状况评定影响的研究 |
| 关键词： | 隧道衬砌厚度;强度折减法;模糊综合评价法;技术状况评定;云模型 |
| 摘要： | 近年来，我国在道路基础设施建设上日新月异，建设了大量公路隧道。随着公路隧道运营时间和数量的不断增加，隧道“带病”运营现象日益普遍，隧道病害问题日益凸显。隧道衬砌是保障隧道运营安全的最后一道防线，当衬砌出现厚度不足，会导致隧道结构内力和刚度发生改变，从而诱发一系列病害现象，严重的甚至危及到隧道内的行车安全。所以，研究隧道衬砌厚度不足问题是很有必要。同时，针对运营隧道技术状况评定，当前2015版规范还存在着某些指标划分不细化、评定状况值梯度不均衡等问题。如何准确地评定其技术状况，进而有效指导隧道养护维修，保障隧道的正常运营和安全，已成为隧道管理的当务之急。本文的主要研究内容及结论如下: ①通过地层结构法建立衬砌厚度不足的三维模型，模拟衬砌上不同位置出现不同欠厚程度、宽度以及沿隧道轴线长度变化的单一或多处共同病害的衬砌厚度不足问题，采用破损阶段法验算衬砌截面强度，并研究各种衬砌厚度不足病害对隧道衬砌结构安全性的影响规律。结果表明:1)随着衬砌厚度不足程度增加，衬砌结构安全系数呈线性下降;2)拱项欠厚对隧道安全系数影响最大;3)衬砌厚度不足宽度和沿隧道轴线长度对结构安全系数影响不大。 ②运用强度折减法分析衬砌厚度不足的塑性变形，并以拱顶位移突变作为隧道失稳判据，研究隧道整体的安全性。结果表明:1)随着衬砌减薄，隧道整体的安全系数变化呈两个阶段，当h0≤0.2m时，安全系数下降不明显，当h0＞0.2m时，安全系数下降趋势越来越大;2)衬砌上多个位置同时出现厚度不足病害时，其危害比单一厚度不足严重，且当病害集中出现在拱部位置时，隧道安全系数最低。 ③确定衬砌厚度评价指标的判定标准，并采用主观和客观相结合的方法确定衬砌厚度的指标权重，给出指标评定状况值的计算公式。根据数值模拟的结果，选取衬砌厚度不足程度、位置以及沿隧道轴线长度作为衬砌厚度不足相关的评价指标，采用模糊综合评价法构建隧道衬砌技术状况评价模型。 ④引入云模型理论，构造衬砌厚度不足相关评价指标的隶属云，再运用相似度贴近原理度量评价指标相对于各评价等级的隶属度。最后，通过实际工程案例试算。验证了本文构建的隧道结构技术状况评定方法在评定梯度上更加均衡，指标划分更细化，考虑了多处病害共同作用的影响更贴近实际，因此本文对研究公路隧道结构的技术状况评定具有参考价值。 |
| 作者： | 冯思远 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 高峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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