含空洞的高铁隧道衬砌损伤与结构寿命的关系研究
发布时间：2021-11-24 21:23
随着我国高铁建设的飞速发展,高铁在给人们出行带来方便,甚至从根本上在改变着人们生活方式的同时,高铁在建设及运营过程中出现了很多富有挑战性的问题,特别是和安全运营及防灾减灾有关的问题在不断涌现。本文依托国家自然科学基金项目（U1434211）,针对在役高铁隧道中存在的空洞缺陷,研究在高速列车长期经过含有空洞缺陷的高铁隧道的过程中,高铁隧道衬砌混凝土的损伤演变与列车荷载振动次数之间的关系,并对拱顶、拱腰、边墙三种脱空位置的不同脱空程度进行工况设置,由此预测了不同种工况下衬砌的服役寿命及损伤程度。分析结果对于揭示带空洞缺陷服役的高铁隧道衬砌的结构动力学性态、结构疲劳损伤累积的演变规律等具有重要的参考价值,为高铁安全运营提供重要依据。针对高铁隧道空洞问题的重要性,本文通过分析整理国内某权威机构对我国5000条铁路隧道的检测大数据资料,对空洞类型和分布情况做了较全面的统计。同时基于大型通用有限元软件ABAQUS对含有空洞缺陷的高铁隧道进行仿真模拟,与贵州大独山高铁隧道现场动力试验结果数据结合验证。最后借助仿真模拟的力学数据结合混凝土疲劳损伤累积模型理论估算不同脱空条件下含空洞缺陷的高铁隧道的衬砌...
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隧道衬砌结构空洞病害Fig.1-2tunnelliningstructurecavitydisease
不严密；防水层铺设过紧会使二次衬砌混凝土将被防水层阻断而不能完全充填凹陷，因此形成边墙空洞。总之二次衬砌的脱空或者厚度不足的情况出现绝大时候是因为施工质量的原因期支护背后出现空洞的成因[10]：（1）施工人员质量意识淡薄、 偷工减料的原因。为了能够赚取高效利益，把低混凝土应用到工程当中，从而使初期支护背后出现空洞现场。（2）施工工艺不精良的原因。同样的是由于混凝土具有凝固时体积收缩的特性流动状态的混凝土在重力作用的影响下使得喷射初期支护混凝土与周围围岩不能密贴合从而产生了围岩脱空的现场。此种现场在拱顶处发生的几率非常大。（3）在对隧道开挖时，对围岩采用爆破方式开挖的原因。在拱脚处的破碎岩体使已经破碎了但是所处位置导致其并没有产生位移，喷射混凝土后，又产生了向下甚至是掉落石块现象，这样掉落后就会产生空洞（图 1-5）。（4）隧道中有渗水的情况很多，喷射的混凝土并不能够立即使渗水停止，反而在未成型时在水压力作用下变形和脱落，便形成了空洞（见图 1-6 ）。
不严密；防水层铺设过紧会使二次衬砌混凝土将被防水层阻断而不能完全充填凹陷，因此形成边墙空洞。总之二次衬砌的脱空或者厚度不足的情况出现绝大时候是因为施工质量的原因期支护背后出现空洞的成因[10]：（1）施工人员质量意识淡薄、 偷工减料的原因。为了能够赚取高效利益，把低混凝土应用到工程当中，从而使初期支护背后出现空洞现场。（2）施工工艺不精良的原因。同样的是由于混凝土具有凝固时体积收缩的特性流动状态的混凝土在重力作用的影响下使得喷射初期支护混凝土与周围围岩不能密贴合从而产生了围岩脱空的现场。此种现场在拱顶处发生的几率非常大。（3）在对隧道开挖时，对围岩采用爆破方式开挖的原因。在拱脚处的破碎岩体使已经破碎了但是所处位置导致其并没有产生位移，喷射混凝土后，又产生了向下甚至是掉落石块现象，这样掉落后就会产生空洞（图 1-5）。（4）隧道中有渗水的情况很多，喷射的混凝土并不能够立即使渗水停止，反而在未成型时在水压力作用下变形和脱落，便形成了空洞（见图 1-6 ）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]衬砌脱空对隧道地震响应影响的振动台试验研究[J]. 丁祖德,张博,李晓琴,黄娟,彭立敏. 振动与冲击. 2018(14)
[2]中国高速铁路隧道的发展及规划[J]. 赵勇,田四明,孙毅. 隧道建设. 2017(01)
[3]隧道衬砌背后空洞的地质雷达检测试验与模拟研究[J]. 梁国卿,耿大新,胡方小,周昌. 施工技术. 2017(01)
[4]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)
[5]列车振动荷载作用下交叉盾构隧道动力响应与损伤分析[J]. 黄希,晏启祥,陈诚,李彬嘉. 铁道建筑. 2016(08)
[6]衬砌背后含水空洞对隧道结构安全的影响分析[J]. 黄玲,陈飞昕. 广东技术师范学院学报. 2016(08)
[7]中国高速铁路建设回顾与发展思考[J]. 王亦军. 铁道经济研究. 2016(01)
[8]地震作用下隧道衬砌背后不同位置空洞影响分析[J]. 耿亚帅,朱正国,顾广彬,张畅飞,王道远. 国防交通工程与技术. 2016(01)
[9]高铁隧道复合衬砌脱空统计分析与防治[J]. 江星宏,闫明超,曾鹏,杨新安. 华东交通大学学报. 2015(06)
[10]高速铁路隧道基底软岩动力响应特性分析[J]. 丁祖德,谢洪涛,彭立敏. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2013(03)
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]高速铁路隧道基底软岩动力特性及结构安全性研究[D]. 丁祖德.中南大学 2012
硕士论文
[1]含衬砌空洞的高铁隧道结构动力响应机制研究[D]. 王超.北京建筑大学 2017
[2]动、静载作用下衬砌背后空洞对隧道结构安全性的影响[D]. 李思堃.北京交通大学 2016
[3]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
[4]高速列车荷载作用下交叉隧道动力响应特性及影响分区研究[D]. 康立鹏.中南大学 2013
[5]循环荷载作用下高桩码头构件疲劳损伤分析方法研究[D]. 高万国.天津大学 2008
本文编号：3516779
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隧道衬砌结构空洞病害Fig.1-2tunnelliningstructurecavitydisease
不严密；防水层铺设过紧会使二次衬砌混凝土将被防水层阻断而不能完全充填凹陷，因此形成边墙空洞。总之二次衬砌的脱空或者厚度不足的情况出现绝大时候是因为施工质量的原因期支护背后出现空洞的成因[10]：（1）施工人员质量意识淡薄、 偷工减料的原因。为了能够赚取高效利益，把低混凝土应用到工程当中，从而使初期支护背后出现空洞现场。（2）施工工艺不精良的原因。同样的是由于混凝土具有凝固时体积收缩的特性流动状态的混凝土在重力作用的影响下使得喷射初期支护混凝土与周围围岩不能密贴合从而产生了围岩脱空的现场。此种现场在拱顶处发生的几率非常大。（3）在对隧道开挖时，对围岩采用爆破方式开挖的原因。在拱脚处的破碎岩体使已经破碎了但是所处位置导致其并没有产生位移，喷射混凝土后，又产生了向下甚至是掉落石块现象，这样掉落后就会产生空洞（图 1-5）。（4）隧道中有渗水的情况很多，喷射的混凝土并不能够立即使渗水停止，反而在未成型时在水压力作用下变形和脱落，便形成了空洞（见图 1-6 ）。
不严密；防水层铺设过紧会使二次衬砌混凝土将被防水层阻断而不能完全充填凹陷，因此形成边墙空洞。总之二次衬砌的脱空或者厚度不足的情况出现绝大时候是因为施工质量的原因期支护背后出现空洞的成因[10]：（1）施工人员质量意识淡薄、 偷工减料的原因。为了能够赚取高效利益，把低混凝土应用到工程当中，从而使初期支护背后出现空洞现场。（2）施工工艺不精良的原因。同样的是由于混凝土具有凝固时体积收缩的特性流动状态的混凝土在重力作用的影响下使得喷射初期支护混凝土与周围围岩不能密贴合从而产生了围岩脱空的现场。此种现场在拱顶处发生的几率非常大。（3）在对隧道开挖时，对围岩采用爆破方式开挖的原因。在拱脚处的破碎岩体使已经破碎了但是所处位置导致其并没有产生位移，喷射混凝土后，又产生了向下甚至是掉落石块现象，这样掉落后就会产生空洞（图 1-5）。（4）隧道中有渗水的情况很多，喷射的混凝土并不能够立即使渗水停止，反而在未成型时在水压力作用下变形和脱落，便形成了空洞（见图 1-6 ）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]衬砌脱空对隧道地震响应影响的振动台试验研究[J]. 丁祖德,张博,李晓琴,黄娟,彭立敏. 振动与冲击. 2018(14)
[2]中国高速铁路隧道的发展及规划[J]. 赵勇,田四明,孙毅. 隧道建设. 2017(01)
[3]隧道衬砌背后空洞的地质雷达检测试验与模拟研究[J]. 梁国卿,耿大新,胡方小,周昌. 施工技术. 2017(01)
[4]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)
[5]列车振动荷载作用下交叉盾构隧道动力响应与损伤分析[J]. 黄希,晏启祥,陈诚,李彬嘉. 铁道建筑. 2016(08)
[6]衬砌背后含水空洞对隧道结构安全的影响分析[J]. 黄玲,陈飞昕. 广东技术师范学院学报. 2016(08)
[7]中国高速铁路建设回顾与发展思考[J]. 王亦军. 铁道经济研究. 2016(01)
[8]地震作用下隧道衬砌背后不同位置空洞影响分析[J]. 耿亚帅,朱正国,顾广彬,张畅飞,王道远. 国防交通工程与技术. 2016(01)
[9]高铁隧道复合衬砌脱空统计分析与防治[J]. 江星宏,闫明超,曾鹏,杨新安. 华东交通大学学报. 2015(06)
[10]高速铁路隧道基底软岩动力响应特性分析[J]. 丁祖德,谢洪涛,彭立敏. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2013(03)
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]高速铁路隧道基底软岩动力特性及结构安全性研究[D]. 丁祖德.中南大学 2012
硕士论文
[1]含衬砌空洞的高铁隧道结构动力响应机制研究[D]. 王超.北京建筑大学 2017
[2]动、静载作用下衬砌背后空洞对隧道结构安全性的影响[D]. 李思堃.北京交通大学 2016
[3]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
[4]高速列车荷载作用下交叉隧道动力响应特性及影响分区研究[D]. 康立鹏.中南大学 2013
[5]循环荷载作用下高桩码头构件疲劳损伤分析方法研究[D]. 高万国.天津大学 2008
本文编号：3516779
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