公路隧道衬砌缺陷影响机理与承载力研究
发布时间：2021-09-17 07:09
随着经济社会的发展,我国公路隧道的数量、规模和发展速度等在国际上首屈一指,与此同时,运营隧道中的病害问题也逐渐显现出来。在我国西南地区,由于施工环境差、施工难度大,相比其他地区,隧道建设质量更难以控制,更容易产生各种质量缺陷,服役状况更加堪忧,致使隧道运营与养护面临严峻挑战。现阶段,公路运营隧道衬砌缺陷对隧道力学性能的影响机理和承载力的研究尚处于起步阶段,仍未形成理论体系和计算方法,本文通过室外大型试验、室内模型试验、理论分析、数值模拟相结合,针对公路运营隧道衬砌缺陷及其对隧道力学性能的影响机理进行深入系统研究,且对不同缺陷条件下隧道衬砌的承载力计算进行深入探讨,本文的研究成果对公路隧道,特别是云南以及我国西南地区的公路隧道的建设、养护、运营和管理等均具有重要的理论意义和工程应用价值。本文的主要创新研究和结论如下:（1）通过对隧道衬砌缺陷检测结果进行统计分析,揭示了隧道衬砌主要缺陷类型及其分布规律,并分析了衬砌缺陷产生的原因。进而建立了1:1比例尺含典型缺陷隧道衬砌模型,利用二维和三维地质雷达对其进行室外大型检测试验,得到了典型缺陷衬砌的地质雷达标准图谱。（2）考虑到衬砌自重对衬砌极限...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
000—2018年中国公路隧道规模和长度增长情况
兰州大学博士学位论文公路隧道衬砌缺陷影响机理与承载力研究15图1.2研究技术路线研究技术路线说明如下：第一章对本文的研究背景及研究目的进行了描述，阐述了目前公路隧道的安全现状，以及国内外公路隧道衬砌缺陷的研究进展，最后对本文的主要内容作了简要说明。第二章通过对云南山区公路运营隧道典型质量缺陷的统计和分析，发现隧道衬砌材料主要为混凝土和钢筋混凝土，并发现公路隧道衬砌缺陷的主要成因。第三章在建立1:1的含缺陷衬砌模型基础上，利用地质雷达对其进行了检测，得到了衬砌缺陷的位置、形态和大小等信息，并建立了典型缺陷衬砌的地质雷达标准图谱，以用于快速分析衬砌缺陷。第四章研发了一种衬砌卧式加载装置，基于公路运营隧道典型质量缺陷特征，首次采用1:5大比例尺制作了11种不同工况的衬砌预制件，在标养室内进行养护，为开展隧道衬砌质量缺陷的模型试验研究做好了准备。第五章完成了1:5比例尺NC衬砌模型试验及数值计算，研究了空洞、衬砌减薄以及组合缺陷下NC混凝土衬砌的力学特性第六章通过拱顶和拱肩空洞下RC衬砌的1:5比例尺模型试验，得到了空洞
兰州大学博士学位论文公路隧道衬砌缺陷影响机理与承载力研究20表2.1隧道空洞长度与深度数量占比统计表空洞长度/m空洞深度/cmh<1010≤h<3030≤h<5050≤h<60h≥60l<2数量2562621所占比例（%）0.215.832.710.210.102≤l<8数量39313240193所占比例（%）4.0632.5724.971.980.318≤l<14数量13581154所占比例（%）0.103.648.431.560.4214≤l<20数量01034100所占比例（%）01.043.541.04020≤l<26数量061693所占比例（%）00.621.660.940.31l≥26数量0218115所占比例（%）00.211.871.140.52图2.2隧道空洞长度与深度数量关系图2.3隧道空洞长度与深度占比关系由表2.2、图2.2和图2.3可知：
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年中国公路隧道发展[J]. 蒋树屏,林志,王少飞. 隧道建设(中英文). 2019(07)
[2]云南山区国省干线运营公路隧道衬砌病害状况分析[J]. 陈黎,任志华,丁祖德,张博. 公路交通科技(应用技术版). 2019(05)
[3]隧道衬砌厚度不足对衬砌结构承载力影响[J]. 于玲,白士杰,刘晓雪,陈录,包龙生. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]基于云模型的长时停工隧道衬砌结构质量评价[J]. 彭怀德,刘敦文,马静,杨光,褚夫蛟. 安全与环境学报. 2017(04)
[5]盾构隧道衬砌背后空洞对结构影响规律数值分析[J]. 赖金星,刘炽,胡昭,曹小军,王修领. 现代隧道技术. 2017(03)
[6]衬砌厚度不足对隧道结构安全性的影响分析[J]. 张成平,张旭,冯岗,张顶立. 现代隧道技术. 2017(02)
[7]隧道衬砌渗漏水红外特征模拟试验及图像处理[J]. 顾天雄,朱福龙,程国开,汪从敏,周立波,施浪. 武汉工程大学学报. 2017(01)
[8]基于地震波法测定岩体弹性抗力系数[J]. 余世为,刘成禹. 现代隧道技术. 2017(01)
[9]衬砌背后空洞影响下隧道结构裂损规律试验研究[J]. 张旭,张成平,冯岗,韩凯航. 岩土工程学报. 2017(06)
[10]基于改进DSmT的公路隧道行车安全综合评价方法研究[J]. 杨健,阳富强,沈斐敏. 中国安全科学学报. 2016(08)
博士论文
[1]衬砌背后空洞对隧道结构体系安全性的影响机理研究[D]. 应国刚.北京交通大学 2016
[2]隧道衬砌结构健康诊断及技术状况评定研究[D]. 张素磊.北京交通大学 2012
[3]山岭隧道与地下工程健康评价理论研究及应用[D]. 李明.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]隧道衬砌截面极限承载力评价方法及其应用研究[D]. 孙作强.北京交通大学 2019
[2]公路黄土隧道衬砌裂缝现场调查与产生机理的数值方法研究[D]. 薛乙彰.西安理工大学 2018
[3]云南山区公路隧道衬砌病损特征及服役状况评价方法研究[D]. 张博.昆明理工大学 2018
[4]运营病害隧道健康状态评估[D]. 吴剑飞.西南交通大学 2017
[5]云南山区岩堆体公路隧道施工参数优化研究[D]. 刘新峰.昆明理工大学 2015
[6]运营公路隧道土建结构快速检测评价技术研究[D]. 杨露.西南交通大学 2015
[7]毛坪隧道衬砌缺陷致害机理与加固措施研究[D]. 孙文龙.重庆交通大学 2014
[8]衬砌背后空洞对隧道围岩压力分布规律的影响研究[D]. 曲荣怀.北京交通大学 2014
[9]隧道衬砌厚度不足和背后空洞对衬砌结构安全性影响研究[D]. 冯岗.北京交通大学 2013
[10]高速公路隧道衬砌背后空洞影响及安全性分析[D]. 周强.重庆交通大学 2013
本文编号：3398214
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
000—2018年中国公路隧道规模和长度增长情况
兰州大学博士学位论文公路隧道衬砌缺陷影响机理与承载力研究15图1.2研究技术路线研究技术路线说明如下：第一章对本文的研究背景及研究目的进行了描述，阐述了目前公路隧道的安全现状，以及国内外公路隧道衬砌缺陷的研究进展，最后对本文的主要内容作了简要说明。第二章通过对云南山区公路运营隧道典型质量缺陷的统计和分析，发现隧道衬砌材料主要为混凝土和钢筋混凝土，并发现公路隧道衬砌缺陷的主要成因。第三章在建立1:1的含缺陷衬砌模型基础上，利用地质雷达对其进行了检测，得到了衬砌缺陷的位置、形态和大小等信息，并建立了典型缺陷衬砌的地质雷达标准图谱，以用于快速分析衬砌缺陷。第四章研发了一种衬砌卧式加载装置，基于公路运营隧道典型质量缺陷特征，首次采用1:5大比例尺制作了11种不同工况的衬砌预制件，在标养室内进行养护，为开展隧道衬砌质量缺陷的模型试验研究做好了准备。第五章完成了1:5比例尺NC衬砌模型试验及数值计算，研究了空洞、衬砌减薄以及组合缺陷下NC混凝土衬砌的力学特性第六章通过拱顶和拱肩空洞下RC衬砌的1:5比例尺模型试验，得到了空洞
兰州大学博士学位论文公路隧道衬砌缺陷影响机理与承载力研究20表2.1隧道空洞长度与深度数量占比统计表空洞长度/m空洞深度/cmh<1010≤h<3030≤h<5050≤h<60h≥60l<2数量2562621所占比例（%）0.215.832.710.210.102≤l<8数量39313240193所占比例（%）4.0632.5724.971.980.318≤l<14数量13581154所占比例（%）0.103.648.431.560.4214≤l<20数量01034100所占比例（%）01.043.541.04020≤l<26数量061693所占比例（%）00.621.660.940.31l≥26数量0218115所占比例（%）00.211.871.140.52图2.2隧道空洞长度与深度数量关系图2.3隧道空洞长度与深度占比关系由表2.2、图2.2和图2.3可知：
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年中国公路隧道发展[J]. 蒋树屏,林志,王少飞. 隧道建设(中英文). 2019(07)
[2]云南山区国省干线运营公路隧道衬砌病害状况分析[J]. 陈黎,任志华,丁祖德,张博. 公路交通科技(应用技术版). 2019(05)
[3]隧道衬砌厚度不足对衬砌结构承载力影响[J]. 于玲,白士杰,刘晓雪,陈录,包龙生. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]基于云模型的长时停工隧道衬砌结构质量评价[J]. 彭怀德,刘敦文,马静,杨光,褚夫蛟. 安全与环境学报. 2017(04)
[5]盾构隧道衬砌背后空洞对结构影响规律数值分析[J]. 赖金星,刘炽,胡昭,曹小军,王修领. 现代隧道技术. 2017(03)
[6]衬砌厚度不足对隧道结构安全性的影响分析[J]. 张成平,张旭,冯岗,张顶立. 现代隧道技术. 2017(02)
[7]隧道衬砌渗漏水红外特征模拟试验及图像处理[J]. 顾天雄,朱福龙,程国开,汪从敏,周立波,施浪. 武汉工程大学学报. 2017(01)
[8]基于地震波法测定岩体弹性抗力系数[J]. 余世为,刘成禹. 现代隧道技术. 2017(01)
[9]衬砌背后空洞影响下隧道结构裂损规律试验研究[J]. 张旭,张成平,冯岗,韩凯航. 岩土工程学报. 2017(06)
[10]基于改进DSmT的公路隧道行车安全综合评价方法研究[J]. 杨健,阳富强,沈斐敏. 中国安全科学学报. 2016(08)
博士论文
[1]衬砌背后空洞对隧道结构体系安全性的影响机理研究[D]. 应国刚.北京交通大学 2016
[2]隧道衬砌结构健康诊断及技术状况评定研究[D]. 张素磊.北京交通大学 2012
[3]山岭隧道与地下工程健康评价理论研究及应用[D]. 李明.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]隧道衬砌截面极限承载力评价方法及其应用研究[D]. 孙作强.北京交通大学 2019
[2]公路黄土隧道衬砌裂缝现场调查与产生机理的数值方法研究[D]. 薛乙彰.西安理工大学 2018
[3]云南山区公路隧道衬砌病损特征及服役状况评价方法研究[D]. 张博.昆明理工大学 2018
[4]运营病害隧道健康状态评估[D]. 吴剑飞.西南交通大学 2017
[5]云南山区岩堆体公路隧道施工参数优化研究[D]. 刘新峰.昆明理工大学 2015
[6]运营公路隧道土建结构快速检测评价技术研究[D]. 杨露.西南交通大学 2015
[7]毛坪隧道衬砌缺陷致害机理与加固措施研究[D]. 孙文龙.重庆交通大学 2014
[8]衬砌背后空洞对隧道围岩压力分布规律的影响研究[D]. 曲荣怀.北京交通大学 2014
[9]隧道衬砌厚度不足和背后空洞对衬砌结构安全性影响研究[D]. 冯岗.北京交通大学 2013
[10]高速公路隧道衬砌背后空洞影响及安全性分析[D]. 周强.重庆交通大学 2013
本文编号：3398214
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