衬砌背后空洞对隧道结构安全影响分析

发布时间：2020-05-17 00:00

【摘要】：随着我国隧道建设规模的增大,有一定比例的隧道由于地质、地形、气候条件和设计、施工、运营等因素的影响出现了不同程度的病害,其中衬砌背后空洞是比较常见的病害。这种隧道病害严重威胁着隧道的运营安全,同时缩短了隧道的使用寿命,造成了很多人力、物力和财力的损失。因此,对衬砌背后空洞对隧道结构安全影响研究十分重要。本文运用模型试验,数值模拟分析,工程背景相结合研究隧道衬砌背后存在无空洞,单个空洞以及空洞组合对隧道衬砌结构安全性影响,在此基础上,利用数值模拟扩展分析对固定埋深下,固定位置的衬砌背后空洞大小变化和不同空洞组合对隧道结构安全影响研究。本文主要研究工作如下:(1)衬砌背后空洞的产生使得隧道衬砌结构的受力状况十分复杂,很容易造成衬砌结构的开裂并直接影响到隧道结构的安全性。此外,衬砌背后组合空洞比单个空洞对隧道结构安全影响更加显著。(2)隧道衬砌背后空洞固定埋深下环向宽度的大小对空洞部位的内力有显著的影响。弯矩值随着空洞的增大从正弯矩逐渐变为负弯矩呈现出凸型,并且在二次衬砌结构外侧受拉,导致二衬在拱顶位置出现了反弯点。空洞位置处的轴力随着空洞环向宽度的增大而相应减小。因此,固定位置的空洞宽度的变化对隧道二次衬砌结构的轴力和弯矩都会有影响。(3)衬砌背后不同组合的空洞,对隧道衬砌衬砌结构安全有不同的影响,两侧拱腰存在空洞时,其对隧道结构安全系数比拱顶和拱腰,拱腰和拱底情况明显低。(4)模型试验得出的空洞对衬砌结构安全影响规律与数值模拟结果基本一致,并得出了不同大小空洞,不同空洞组合作用下衬砌结构的破坏演化规律。(5)本文通过大岭背隧道现场雷达检测的数据分析及数值模拟分析,总结出了造成衬砌背后产生空洞的主要原因,此外,对衬砌背后空洞的预防和对已产生的空洞治理措施进行归纳总结。本文研究成果可以为衬砌背后空洞影响下产生的隧道常见的病害治理和修复提供参考。
【图文】：

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现了越来越多的病害。我国在对病害整治方面的技术水平还比较欠缺，需要参国外的许多隧道加固技术来对已有的隧道病害进行整治。在 70 年代这个历史非常时期，我国建成了襄渝线大巴山隧道，由于当时道施工技术水平比较落后，且隧道选址地区的条件也十分复杂，导致隧道在运30 年后出现了渗漏、衬砌破损等许多病害，这些病害严重威胁着隧道的结构全。我国有关部门对该隧道进行过两次大规模的整治，耗费了大量的人力、物以及财力，但也没有彻底根治，，影响隧道的结构安全及后期运营，因此对于隧的后期维护以及病害处治十分重要。1.3 研究思路与技术路线本论文通过相关文献的收集和整理、数值模拟计算分析及对模型试验结果分析，对固定埋身下衬砌背后单个空洞及其组合空洞对隧道结构安全的影响进综合分析，从而得到了空洞对衬砌结构安全影响规律。在此基础上，研究衬背后空洞形成的预防技术和对已经产生的空洞处置方法.本文的技术路线图(如图 1.1 所示)：

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材料试验样本
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.91

【参考文献】