原文传递
隧道典型病害与结构安全性评估研究
| 论文题名： | 隧道典型病害与结构安全性评估研究 |
| 关键词： | 隧道典型病害;衬砌裂损;渗漏水;二次衬砌;安全性评估;荷载结构法 |
| 摘要： | 本文首先从新奥法的理论出发，探讨隧道衬砌结构的作用以及衬砌结构安全性评估的计算原理;其次针对目前隧道中常见的病害，分析其特点以及形成机理;然后以某隧道的检测为例，研究该隧道病害产生的原因，并对其目前的病害情况进行分级评定，即形成对某隧道病害进行定性评价;最后利用ANSYS有限元软件，建立病害条件下某隧道衬砌的计算模型，分析衬砌结构目前的受力状况，验算隧道衬砌强度。由此，得出该隧道目前的承载能力状况，即形成对该隧道衬砌结构的定量评估。 对于某隧道病害的研究，本文得出如下结论:①隧道衬砌未见明显倾向性变形，全年未发生较大危险性变形。裂缝随气温、降水量等外界因素影响较大，在气温较低的冬季，裂缝宽度扩展明显，且渗漏水点增加;同时渗漏水随降水变化明显。建议对其修复处治时间选在冬春等气温较低季节为宜。②该隧道开裂及渗漏水主要发生在施工缝处，施工缝是上世纪修建的老旧隧道的薄弱环节，陈旧的施工工艺可能无法保证施工间歇缝处新旧混凝土的有效粘结，施工因素是该隧道病害的主要因素。③该隧道局部区段安全等级评为2A，说明结构存在较严重破坏，将会危及行人、行车安全，应尽早采取对策措施;对于B类以及1A类区段，加强日常检测和定期检测，记录和分析病害的发展情况。 对该隧道二次衬砌目前的承载能力进行验算，根据计算分析的结果，可得到如下结论:①衬砌弯矩最大值出现在拱腰处，拱顶及两侧拱腰处弯矩值较大;轴力最大值出现在拱脚处，轴力从两侧拱脚向拱顶递减。②计算模型为理想化模型，考虑到与实际情况存在一定偏差，本次模拟计算中通过提高二次衬砌承受围岩压力的比例及降低模筑混凝土强度等级来提高模拟结果的安全性。③本次模拟计算中各项取值偏于保守，最终计算得出的结果显示抗压强度安全系数并不完全满足公路隧道设计规范规定抗压强度安全系数大于2.4之要求，抗拉强度安全系数不完全满足规范规定抗压强度安全系数大于3.6之要求。 因此，考虑到该隧道修建时理论水平的局限、数值分析手段相对匮乏、施工工艺相对落后，隧道部分二衬结构强度安全储备不大，现阶段虽然暂时能满足正常运营使用，但同时必须认识到该隧道二衬结构抗拉强度偏低的客观事实，对二衬结构主要病害，如裂缝、施工缝渗水等建议业主及时整治，避免其继续发展危及到结构安全性及耐久性。 |
| 作者： | 熊先波 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 徐林生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
