富水隧道衬砌经年劣化曲线研究

发布时间：2021-09-30 00:40

　　在如今越来越重视环保的情况下,以往隧道施工中“以排为主、排堵结合”的治水方案,正日益被“以堵为主、堵排结合”的原则所替代,这意味着富水区隧道在运营期间可能会面临着地下水的作用,地下水会对衬砌外表面产生压力,并会加速围岩和衬砌材料的劣化,从而影响结构的安全性。在总结隧道衬砌劣化主要影响因素的基础上,采用数值分析的方法,建立数值模型,分析了单一劣化因素下（即仅有地下水位变化、仅有围岩劣化和仅有衬砌材料劣化）,以及组合劣化因素下（即地下水位变化的情况下,围岩劣化、衬砌材料劣化以及围岩和衬砌材料同时劣化）,围岩的稳定性、二次衬砌受力、结构安全性以及裂缝宽度的经年变化规律,主要得到以下研究成果:（1）地下水位的变化对隧道衬砌受力特征以及围岩的稳定性影响最为显著,地下水位的上升,使隧道出现了明显的拱顶下沉和仰拱上浮现象,当水位没过拱顶后,衬砌结构的轴力和弯矩值显著增大,直接导致了结构安全系数的降低和裂缝宽度的增加。（2）劣化后的围岩在地下水的作用下极易发生破坏,直接表现为塑性破坏区域的显著扩大。（3）衬砌材料的劣化并不会对围岩稳定性以及衬砌受力特征产生明显影响,说明采用降低弹性模量的方法来模拟衬砌... 

【文章来源】：石家庄铁道大学河北省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

应变软化模型

图 3-1 时速 350 km/h 高速铁路双线隧道内轮廓图选用时速 350km/h 高速铁路双线隧道为计算模型，图 3-1 为隧道内轮廓图。其中，隧道处于拱顶覆土厚度 60 m 的Ⅴ级围岩中，其二次衬砌采用厚 50 cm 的C35 模筑钢筋混凝土结构，围岩与衬砌的力学计算参数如表 3-1 所示。表 3-1 围岩及衬砌的力学计算参数参数弹性模量E/GPa泊松比ν重度γ/(kN·m-3)内摩擦角φ/(°)粘聚力c/MPaⅤ级围岩 2 0.35 20 27 0.2C35 混凝土 32.5 0.2 23 — —HRB400 钢筋 200 — — — —

【参考文献】：
期刊论文
[1]钢筋混凝土复合材料在锈蚀作用下损伤劣化机理与过程[J]. 张智慧.  中外企业家. 2016(09)
[2]地下水对地下结构耐久性能影响综述[J]. 郑顺,郑永来.  中国建筑防水. 2014(21)
[3]考虑围岩性质劣化的深埋软弱隧道破坏机理数值模拟研究[J]. 李英杰,张顶立,刘保国,房倩.  土木工程学报. 2012(09)
[4]考虑含水劣化的泥质粉砂岩单轴蠕变特性研究[J]. 黄明,刘新荣,邓涛.  福州大学学报(自然科学版). 2012(03)
[5]水岩相互作用对岩石劣化的影响研究[J]. 刘新荣,傅晏,郑颖人,梁宁慧.  地下空间与工程学报. 2012(01)
[6]大气环境下混凝土强度经时变化规律研究进展[J]. 颜迎迎,高向玲.  结构工程师. 2011(06)
[7]沿海地区地下混凝土结构的环境腐蚀机理[J]. 赵彦迪,赵铁军,万小梅,徐建光.  混凝土世界. 2011(05)
[8]考虑高地应力下围岩劣化的硬岩本构模型研究[J]. 江权,冯夏庭,陈国庆.  岩石力学与工程学报. 2008(01)
[9]高性能混凝土的耐久性[J]. 王子英,张盼吉.  山西建筑. 2008(02)
[10]高水压山岭隧道衬砌水压力分布规律研究[J]. 高新强.  岩石力学与工程学报. 2007(05)

博士论文
[1]既有钢筋混凝土结构劣化评价预测与维护决策研究[D]. 何洪明.天津大学 2010
[2]岩土材料屈服破坏准则研究[D]. 高红.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2007
[3]阶梯溢流坝紊流数值模拟及实验研究[D]. 陈群.四川大学 2001

硕士论文
[1]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
[2]高压富水地层山岭隧道衬砌受力机制探讨与结构设计[D]. 蒋进.重庆交通大学 2012
[3]岩溶公路隧道围岩—支护结构受力特性数值模拟分析[D]. 李贻伟.重庆交通大学 2010
[4]深埋隧洞外水压力分析与研究[D]. 王美芹.河海大学 2004



本文编号：3414774