大断裂带片岩区公路隧道二衬开裂机理及安全评价
发布时间：2021-02-19 17:45
隧道二次衬砌作为隧道工程最外层混凝土结构层,对隧道周边围岩稳定起到重要的支护作用,同时也起到防水和美观功能。隧道作为地下建筑结构物,所处的工程地质条件极为复杂,再加上隧道内施工条件差,设计不合理等因素的影响,绝大多数隧道工程都存在不同程度的病害。其中隧道二衬开裂问题尤为突出,二衬开裂对隧道工程的安全和耐久性将产生严重威胁。因此,研究隧道二衬开裂产生的原因,揭示隧道二衬开裂机理,对二衬结构的安全做出合理评价,及时预防和治理二衬开裂问题,不仅具有很强的理论价值,而且具有现实的工程意义。本论文以谷城-竹溪高速公路片岩区隧道为工程实例,对隧道二衬开裂机理及安全评价进行研究。以研究区工程地质条件、围岩特性、水文地质、地形地貌、施工因素、设计因素等方面研究内容为基础,结合现场地质调查、室内外试验、现场监控量测、数值模拟以及理论分析等方法,对区域工程地质条件、岩性特征、二衬裂缝分布特征、围岩变形及支护承载特性、二衬开裂机理、二衬裂缝扩展规律、二衬裂缝安全评价等几大关键技术问题进行系统分析研究,揭示隧道二衬开裂机理及裂缝扩展规律,提出了二衬裂缝安全评价标准,针对不同类型裂缝提出了防治建议。主要研究成果...
【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究意义及选题依据
1.1.1 研究意义
1.1.2 工程概况及选题依据
1.2 国内外研究现状
1.2.1 软岩及片岩工程特性研究现状
1.2.2 隧道二衬开裂问题国内外研究现状
1.3 研究中存在的问题
1.4 研究内容、研究方法和技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 研究方法、试验方案及技术路线
1.5 论文创新点
第二章 大断裂带片岩区工程地质与围岩特性研究
2.1 研究区工程地质条件
2.1.1 区域地质背景
2.1.2 地形地貌
2.1.3 地层岩性
2.1.4 水文地质条件
2.1.5 地质构造
2.1.6 工程地质评价
2.2 岩石矿物成分及物理力学特性研究
2.2.1 试验方案
2.2.2 矿物成分分析
2.2.3 物理性质分析
2.2.4 力学性质分析
2.2.5 结构面力学性质分析
2.3 片岩的工程特性研究
2.3.1 可塑性
2.3.2 膨胀性
2.3.3 流变性
2.3.4 易扰动性
2.3.5 损伤劣化
2.3.6 各向异性
2.4 本章小结
第三章 片岩隧道围岩变形及支护结构承载特性研究
3.1 现场监控量测
3.1.1 监控量测方案
3.1.2 监测内容及测点布置
3.1.3 监测仪器
3.1.4 监测数据分析处理方法
3.1.5 监测断面的选取
3.2 现场监控量测结果分析
3.2.1 围岩变形特性分析
3.2.2 支护结构承载特性分析
3.3 本章小结
第四章 隧道二衬开裂特征研究
4.1 隧道二衬开裂分析
4.1.1 概述
4.1.2 隧道二衬开裂的主要危害
4.2 二衬裂缝的分类
4.2.1 按裂缝走向分类
4.2.2 按受力变形形态和裂口特征分类
4.2.3 按裂缝产生的原因分类
4.3 二衬开裂特征研究
4.3.1 隧道二衬开裂调查内容与方法
4.3.2 裂缝的描述
4.3.3 裂缝的观测
4.3.4 研究区隧道二衬裂缝分布规律及成因分析
4.4 本章小结
第五章 隧道二衬开裂机理研究
5.1 工程区域地质条件对二衬开裂的影响
5.2 围岩工程特性对二衬开裂的影响
5.2.1 片岩工程性质对二衬开裂的影响
5.2.2 片岩破坏特性对二衬开裂的影响
5.2.3 偏压作用对二衬开裂的影响
5.2.4 水文地质条件对二衬开裂的影响
5.2.5 地应力作用对二衬开裂的影响
5.3 施工因素对二衬开裂的影响
5.3.1 施工工法对围岩及二衬开裂的影响
5.3.2 爆破振动对二衬开裂的影响
5.3.3 施工工艺与质量控制对二衬开裂的影响
5.4 设计因素对片岩隧道二衬开裂的影响
5.4.1 围岩级别设计对二衬开裂的影响
5.4.2 支护设计参数对隧道二衬开裂的影响
5.5 本章小结
第六章 隧道二衬开裂规律数值分析研究
6.1 概述
6.2 二衬开裂数值模拟研究
6.2.1 二衬结构计算模型的选取
6.2.2 问题简化及计算基本假定
6.2.3 计算模型的建立
6.3 不同条件下二衬开裂特征研究
6.3.1 偏压情况下二衬开裂特征分析
6.3.2 局部空洞情况下二衬开裂特征分析
6.3.3 二衬结构厚度不足情况下二衬开裂特征分析
6.3.4 不均匀沉降情况下二衬开裂特征分析
6.3.5 不同混凝土强度情况下二衬开裂特征分析
6.4 本章小结
第七章 二衬裂缝扩展规律及安全评价研究
7.1 隧道二衬裂缝扩展规律计算理论
7.1.1 隧道二衬开裂形式
7.1.2 带裂缝隧道衬砌强度因子计算
7.1.3 带裂缝隧道衬砌裂缝扩展判断准则
7.2 二衬裂缝扩展规律有限元计算
7.2.1 二衬裂缝模型的建立
7.2.2 带裂缝的二衬结构强度因子计算分析
7.2.3 二衬结构裂缝扩展规律分析研究
7.3 隧道二衬裂缝病害安全评定标准及分类
7.3.1 隧道衬砌裂缝的定性评定标准
7.3.2 隧道衬砌裂缝的定量评定标准
7.3.3 定量与定性相结合的评定标准
7.3.4 片岩区隧道衬砌裂缝的评定标准
7.4 隧道二衬裂缝防治研究
7.4.1 隧道二衬裂缝预防措施
7.4.2 隧道二衬裂缝治理措施
7.4.3 片岩隧道二衬裂缝处理方法分类
7.5 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
致谢
参考文献
本文编号：3041465
【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究意义及选题依据
1.1.1 研究意义
1.1.2 工程概况及选题依据
1.2 国内外研究现状
1.2.1 软岩及片岩工程特性研究现状
1.2.2 隧道二衬开裂问题国内外研究现状
1.3 研究中存在的问题
1.4 研究内容、研究方法和技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 研究方法、试验方案及技术路线
1.5 论文创新点
第二章 大断裂带片岩区工程地质与围岩特性研究
2.1 研究区工程地质条件
2.1.1 区域地质背景
2.1.2 地形地貌
2.1.3 地层岩性
2.1.4 水文地质条件
2.1.5 地质构造
2.1.6 工程地质评价
2.2 岩石矿物成分及物理力学特性研究
2.2.1 试验方案
2.2.2 矿物成分分析
2.2.3 物理性质分析
2.2.4 力学性质分析
2.2.5 结构面力学性质分析
2.3 片岩的工程特性研究
2.3.1 可塑性
2.3.2 膨胀性
2.3.3 流变性
2.3.4 易扰动性
2.3.5 损伤劣化
2.3.6 各向异性
2.4 本章小结
第三章 片岩隧道围岩变形及支护结构承载特性研究
3.1 现场监控量测
3.1.1 监控量测方案
3.1.2 监测内容及测点布置
3.1.3 监测仪器
3.1.4 监测数据分析处理方法
3.1.5 监测断面的选取
3.2 现场监控量测结果分析
3.2.1 围岩变形特性分析
3.2.2 支护结构承载特性分析
3.3 本章小结
第四章 隧道二衬开裂特征研究
4.1 隧道二衬开裂分析
4.1.1 概述
4.1.2 隧道二衬开裂的主要危害
4.2 二衬裂缝的分类
4.2.1 按裂缝走向分类
4.2.2 按受力变形形态和裂口特征分类
4.2.3 按裂缝产生的原因分类
4.3 二衬开裂特征研究
4.3.1 隧道二衬开裂调查内容与方法
4.3.2 裂缝的描述
4.3.3 裂缝的观测
4.3.4 研究区隧道二衬裂缝分布规律及成因分析
4.4 本章小结
第五章 隧道二衬开裂机理研究
5.1 工程区域地质条件对二衬开裂的影响
5.2 围岩工程特性对二衬开裂的影响
5.2.1 片岩工程性质对二衬开裂的影响
5.2.2 片岩破坏特性对二衬开裂的影响
5.2.3 偏压作用对二衬开裂的影响
5.2.4 水文地质条件对二衬开裂的影响
5.2.5 地应力作用对二衬开裂的影响
5.3 施工因素对二衬开裂的影响
5.3.1 施工工法对围岩及二衬开裂的影响
5.3.2 爆破振动对二衬开裂的影响
5.3.3 施工工艺与质量控制对二衬开裂的影响
5.4 设计因素对片岩隧道二衬开裂的影响
5.4.1 围岩级别设计对二衬开裂的影响
5.4.2 支护设计参数对隧道二衬开裂的影响
5.5 本章小结
第六章 隧道二衬开裂规律数值分析研究
6.1 概述
6.2 二衬开裂数值模拟研究
6.2.1 二衬结构计算模型的选取
6.2.2 问题简化及计算基本假定
6.2.3 计算模型的建立
6.3 不同条件下二衬开裂特征研究
6.3.1 偏压情况下二衬开裂特征分析
6.3.2 局部空洞情况下二衬开裂特征分析
6.3.3 二衬结构厚度不足情况下二衬开裂特征分析
6.3.4 不均匀沉降情况下二衬开裂特征分析
6.3.5 不同混凝土强度情况下二衬开裂特征分析
6.4 本章小结
第七章 二衬裂缝扩展规律及安全评价研究
7.1 隧道二衬裂缝扩展规律计算理论
7.1.1 隧道二衬开裂形式
7.1.2 带裂缝隧道衬砌强度因子计算
7.1.3 带裂缝隧道衬砌裂缝扩展判断准则
7.2 二衬裂缝扩展规律有限元计算
7.2.1 二衬裂缝模型的建立
7.2.2 带裂缝的二衬结构强度因子计算分析
7.2.3 二衬结构裂缝扩展规律分析研究
7.3 隧道二衬裂缝病害安全评定标准及分类
7.3.1 隧道衬砌裂缝的定性评定标准
7.3.2 隧道衬砌裂缝的定量评定标准
7.3.3 定量与定性相结合的评定标准
7.3.4 片岩区隧道衬砌裂缝的评定标准
7.4 隧道二衬裂缝防治研究
7.4.1 隧道二衬裂缝预防措施
7.4.2 隧道二衬裂缝治理措施
7.4.3 片岩隧道二衬裂缝处理方法分类
7.5 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
致谢
参考文献
本文编号：3041465
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3041465.html
