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基于全生命周期的公路隧道衬砌计算方法研究
| 论文题名： | 基于全生命周期的公路隧道衬砌计算方法研究 |
| 关键词： | 公路隧道;全生命周期;围岩压力;安全性分析 |
| 摘要： | 随着我国公路隧道数量的增多、建设规模的增大，公路隧道在其全生命周期的不同阶段中也出现了各种各样的问题，比如，在设计中如何确立合理的围岩压力计算模型、衬砌材料劣化对隧道使用功能的影响等。因此，对这些问题进行研究对今后指导公路隧道的设计和维持公路隧道的正常营运具有重要的意义。 本文以某标准二车道公路隧道作为研究对象，通过对已有的计算方法进行对比分析的基础上，建立一个更符合隧道衬砌受力和变形特点的围岩压力计算模型以及在各种物理、化学等外界因素作用下隧道衬砌的裂损对隧道功能的影响程度这两方面内容进行了深入的研究，论文主要工作如下： 1、荷载—结构法和地层—结构法是目前经常用于隧道计算的两种计算方法，这两种计算方法各有特点，本文从原理上对其进行了阐述，总结了两种计算方法各自的优缺点； 2、总结了过去隧道围岩压力计算中采用过的荷载—结构法的几种模型形式，在这些计算模型的基础上，提出了一个能使荷载—结构法和地层—结构法这两种计算方法计算所得的围岩压力趋于一致并且更符合隧道衬砌实际受力特征的荷载—结构法的计算模型(考虑应力拱效应的荷载—结构模型)； 3、结合隧道工程的特点，分析了可能引起隧道衬砌材料劣化的原因，这些原因多种多样，主要包括：一方面地下水中各种有害离子、空气中的二氧化碳等通过化学作用引起衬砌混凝土的腐蚀以及钢筋的锈蚀，另外一方面由于盐类结晶、冻融循环等物理作用引起衬砌混凝土材料损伤； 4、以试验得到的劣化混凝土的有关弹性模量、刚度等力学性能数据为依据，根据现场观测资料总结得出的隧道衬砌病害的位置、范围、特征等信息，运用拉—压弹簧模型对带有病害的隧道进行分析、计算，根据计算结果判断病害原因、位置、范围、程度等因素对隧道性能的影响，并判定有病害隧道的病害等级及安全性。 |
| 作者： | 尹蓉蓉 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 朱合华;夏才初 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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