隧道襯砌結構健康診斷及技術狀(zhuàng)況
更新時間:2021-04-10 17:51
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隧道襯砌結構健康診斷是一項亟需開展的課題。本文(wén)在(zài)廣泛(fàn)查閱國內外相關文獻資料的基礎上(shàng),通過理論分析、數值計算、室內相似模型試驗和現場檢測相結合的技術手段對隧道(dào)襯砌結構病害主成因(yīn)、運營隧道常見質量缺陷(xiàn)和常見病害的一般規律、襯砌背後空洞和襯砌裂縫對隧道結構安全性的影響規律以及隧道襯砌結構技(jì)術狀(zhuàng)況評定等幾項內容進行了(le)深入(rù)研究(jiū)。 主要研(yán)究工作和研究結論(lùn)如下: (1)針對目前隧道(dào)工程界對隧道質量缺陷與隧道病害概念混淆的(de)現狀,建立了隧(suì)道質量缺陷(xiàn)和隧道病害的基本(běn)概念,並(bìng)分析了兩者的區(qū)別與聯係。 (2)根據隧道襯(chèn)砌結構病害及成因的調查資料,提出了(le)基於對應分析模型的隧道襯砌結構病害主成因挖掘方法,為(wéi)隧道襯砌結構病害主成因的分析提供了一種新(xīn)的研究方法;實例分析(xī)的結果表明,導致隧(suì)道襯砌結構產生病害的(de)主成因為襯砌背後空洞、襯砌厚度不足、圍岩(yán)處理不當和塑性地壓(yā)4個因素。 (3)對寧(níng)波(bō)地區國省(shěng)道隧道的現場檢測(cè)數據進行了統計(jì)分析,獲取(qǔ)了運營隧道襯砌強度和碳化深度、襯砌厚度、襯砌(qì)背後(hòu)空洞特征(zhēng)以及襯砌裂縫特征等常見隧道質量缺陷和隧道病害(hài)的一般規律。 (4)基於理論分析、數值計算和室內模型試驗等(děng)研究(jiū)方法對襯砌背後(hòu)空洞的致害性機理進行了係(xì)統研究,具體研究成果如下:①基於平麵彈性複變函數的基本理論推導了(le)考慮(lǜ)襯砌背(bèi)後空洞影響的圍岩應力及位移的理論計算公(gōng)式;②通過數值計算(suàn)研究了(le)不同側壓力係數(shù)條件下(xià)不同位置和不同(tóng)範圍襯砌背後空洞對隧道(dào)襯(chèn)砌結構安全性的影響規律;③通過室內相似模型試驗模擬了素混凝土襯砌結構和鋼筋混凝土襯砌結構背後存在不同位置、不同範圍空洞(dòng)時隧(suì)道襯砌結(jié)構的變形特征、受力特點(diǎn)和破壞模式,獲取(qǔ)的試(shì)驗結(jié)果可為隧道(dào)現場檢測與維修加固工作提供借鑒。 (5)基於小波變換、灰色理論和突變理論(lùn)建立(lì)了針對隧道襯砌裂縫監(jiān)測數據的襯(chèn)砌裂縫穩定性判據和一般分析流程,為隧道襯砌裂(liè)縫現場檢測數據的科學分析(xī)提供了一種新的方法;基於混(hún)凝土斷裂力學建立了隧道襯砌結構已有裂縫的穩定性判據和一(yī)般分析流程(chéng),並通過工程實例驗證了兩種方(fāng)法研究(jiū)隧道襯砌結構裂(liè)縫穩定性(xìng)的(de)有(yǒu)效性。(6)針對目前隧道工程界已有的隧道襯砌(qì)結構技(jì)術(shù)狀(zhuàng)況評定(dìng)方法存在的不足,本文給出了“隧道健康度”的科學內涵,並通過隧道健康度函數建立(lì)了隧道現場檢測數據和評定結果之間的量化關係,提出了一(yī)種基於現場檢測數據(jù)的隧道襯(chèn)砌結構技術狀況分段(duàn)式量化評定方法。