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水工隧洞衬砌结构的缺陷检测及稳定性分析
| 论文题名： | 水工隧洞衬砌结构的缺陷检测及稳定性分析 |
| 关键词： | 水工隧洞;衬砌结构;探地雷达;缺陷检测;稳定性分析 |
| 摘要： | 鉴于隧洞工程是一个隐蔽的工程，很难一蹴而就的做到支护体系的内实外美，因此就必须在施工过程中加强“及时检查、及时发现、及时改进”的原则。在这个思路下，依托实际工程中的质量检测服务内容，开展了论文的研究。 论文主要按两条主线展开:衬砌的缺陷检测和衬砌的稳定性分析，前者是后者的重要前提，而后者是前者实践的重要依据，两者相辅相成，具体的论文内容和成果如下: (1)研究电磁波的基本理论和电磁波在介质中的传播机制，结合SIR-3000型探地雷达，介绍了探测参数选择的几个准则，以及数据分析处理必须要保证的几个基本前提。 (2)基于时域有限差分法，实现了电磁波的正演模拟。首先对常见的几种缺陷地电模型（衬砌厚度、衬砌脱空、空洞充水等）进行模拟分析，探讨了电磁波在单一缺陷下的传播特性;其次，考虑了缺陷的形状和介质的多样性，对比分析此情况下电磁波的表现特征;最后，基于圆形缺陷形状，对其尺寸和分布进行空间组合以深入分析，研究结果揭示了电磁波在复杂缺陷介质中的传播特性，为探地雷达的数据解释提供判断依据。 (3)结合工程特点，设计衬砌缺陷的检测方案及工作流程，把探地雷达检测技术应用于洞松水电站的引水隧洞质量检测中，取得了良好的效果，实现了对隧洞衬砌结构的施工质量评价。 (4)通过FLAC3D软件，从衬砌自身缺陷和非自身缺陷两个角度，即衬砌欠厚、衬砌脱空、初支外拱顶空洞和初支外拱腰空洞四个方面来研究缺陷状态下衬砌内力的响应特性，编制fish语言读取衬砌各监测截面内力，按照《水工混凝土结构设计规范》中的混凝土正截面承载力验算公式评价衬砌的安全性。同时，通过综合考虑衬砌的安全性与缺陷扩展形式、缺陷程度之关系，系统的分析了缺陷因素对衬砌结构的影响规律，实现了衬砌结构的稳定性评价，丰富了这方面的研究。 |
| 作者： | 张小明 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈寿根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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