隧道二次衬砌混凝土温度应力与裂缝控制研究
发布时间：2023-03-16 19:12
隧道二次衬砌在浇筑完成初期由于温度变化会发生变形,当变形受到约束作用得不到满足时会产生温度应力,约束程度越大温度应力越大,这是引起二次衬砌出现早期环向和纵向裂缝的重要原因之一。有些裂缝存在于结构表面,有些裂缝是贯通的,尤其以贯通缝对结构的危害最大。贯通缝容易导致渗漏水、钢筋锈蚀等危害,严重威胁二次衬砌的耐久性。为此,针对二次衬砌混凝土早期收缩变形引起约束拉应力的研究,对评价二次衬砌开裂特征和趋势具有重要意义。本文根据弹性地基梁理论建立的隧道二次衬砌早期温度应力计算公式发现如果二次衬砌外表面各位置受到约束程度相同,将会在衬砌环中部拱顶位置出现最大温度应力,即该位置最有可能出现裂缝,但是,某些实际工程中的裂缝不出现在拱顶位置,因此,有必要基于现场实测数据从约束的角度研究二次衬砌出现最大温度应力的位置。并且,通过有限元法建立二次衬砌温度场和温度应力仿真分析模型。分析不同约束状态下二次衬砌温度应力及裂缝发展规律。取得的主要研究成果如下:(1)根据弹性地基梁理论建立的隧道二次衬砌衬砌早期温度应力计算公式综合体现了早期温度应力的影响因素,考虑了束条件下早期混凝土的收缩和徐变效应引起的应力松弛,计算...
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题提出的背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 温度应力的类型
1.2.2 结构物的约束状态
1.2.3 弹性地基梁法计算二次衬砌温度应力
1.2.4 有限元法计算二次衬砌温度应力
1.2.5 温度应力的影响因素
1.2.6 早期温度应力导致混凝土开裂
1.2.7 有待解决的问题
1.3 主要研究内容
1.4 技术路线
第二章 隧道二次衬砌温度应力理论分析
2.1 隧道地基水平阻力系数
2.2 非圆形隧道二次衬砌温度应力
2.2.1 二次衬砌温度应力纵向分布特征
2.2.2 二次衬砌温度应力环向分布特征
2.3 裂缝有序性
2.4 本章小结
第三章 依托工程现场实测与数据分析
3.1 工程概况
3.1.1 施工过程情况
3.1.2 施工结果情况
3.2 传感器布置与监测方案
3.3 围岩压力实测数据分析
3.4 围岩变形数据分析
3.5 环境温度实测及数据分析
3.6 二次衬砌各测点温度变化曲线
3.7 温度与应变变化曲线
3.7.1 温度与纵向应变变化曲线
3.7.2 温度与环向应变变化曲线
3.8 温度与应变数据分析
3.8.1 约束作用下温度与应变关系
3.8.2 温度与纵向压应变的关系
3.8.3 温度与环向压应变的关系
3.8.4 温度应力计算
3.9 本章小结
第四章 依托工程二次衬砌早期温度应力理论计算
4.1 混凝土水化热绝热温升
4.2 二次衬砌综合温差
4.3 混凝土弹性模量
4.4 地基水平阻力系数
4.5 早期温度应力计算
4.6 本章小结
第五章 依托工程二次衬砌温度应力数值分析
5.1 确定边界条件与分析参数
5.1.1 确定对流边界
5.1.2 确定约束边界
5.1.3 设置分析步长
5.1.4 选取材料热力学参数
5.2 建立分析模型
5.3 温度场计算结果
5.4 实测温度与数值计算结果对比分析
5.5 温度应力计算
5.5.1 纵向应力计算
5.5.2 环向应力计算
5.5.3 纵向应力与环向应力对比
5.6 温度应力理论计算值与数值模拟值对比
5.7 约束位置对二次衬砌温度应力及开裂情况的影响
5.8 本章小结
第六章 隧道二次衬砌温度应力的其他影响因素及裂缝控制
6.1 二次衬砌分段浇筑长度对温度应力的影响
6.2 二次衬砌厚度对温度应力的影响
6.3 降温措施对温度应力的影响
6.4 浇筑温度二次衬砌温度应力的影响
6.5 模板约束对温度应力的影响
6.6 保温模板对温度应力的影响
6.6.1 表面保温层计算
6.6.2 温度应力计算
6.7 拆模时间对温度应力的影响
6.7.1 考虑模板约束作用拆模时间对温度应力的影响
6.7.2 模板光滑拆模时间对温度应力的影响
6.8 风速对温度应力的影响
6.9 温度应力控制措施
6.9.1 各种温度应力控制措施比选
6.9.2 温度应力控制措施评价
6.10 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
本文编号：3763151
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题提出的背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 温度应力的类型
1.2.2 结构物的约束状态
1.2.3 弹性地基梁法计算二次衬砌温度应力
1.2.4 有限元法计算二次衬砌温度应力
1.2.5 温度应力的影响因素
1.2.6 早期温度应力导致混凝土开裂
1.2.7 有待解决的问题
1.3 主要研究内容
1.4 技术路线
第二章 隧道二次衬砌温度应力理论分析
2.1 隧道地基水平阻力系数
2.2 非圆形隧道二次衬砌温度应力
2.2.1 二次衬砌温度应力纵向分布特征
2.2.2 二次衬砌温度应力环向分布特征
2.3 裂缝有序性
2.4 本章小结
第三章 依托工程现场实测与数据分析
3.1 工程概况
3.1.1 施工过程情况
3.1.2 施工结果情况
3.2 传感器布置与监测方案
3.3 围岩压力实测数据分析
3.4 围岩变形数据分析
3.5 环境温度实测及数据分析
3.6 二次衬砌各测点温度变化曲线
3.7 温度与应变变化曲线
3.7.1 温度与纵向应变变化曲线
3.7.2 温度与环向应变变化曲线
3.8 温度与应变数据分析
3.8.1 约束作用下温度与应变关系
3.8.2 温度与纵向压应变的关系
3.8.3 温度与环向压应变的关系
3.8.4 温度应力计算
3.9 本章小结
第四章 依托工程二次衬砌早期温度应力理论计算
4.1 混凝土水化热绝热温升
4.2 二次衬砌综合温差
4.3 混凝土弹性模量
4.4 地基水平阻力系数
4.5 早期温度应力计算
4.6 本章小结
第五章 依托工程二次衬砌温度应力数值分析
5.1 确定边界条件与分析参数
5.1.1 确定对流边界
5.1.2 确定约束边界
5.1.3 设置分析步长
5.1.4 选取材料热力学参数
5.2 建立分析模型
5.3 温度场计算结果
5.4 实测温度与数值计算结果对比分析
5.5 温度应力计算
5.5.1 纵向应力计算
5.5.2 环向应力计算
5.5.3 纵向应力与环向应力对比
5.6 温度应力理论计算值与数值模拟值对比
5.7 约束位置对二次衬砌温度应力及开裂情况的影响
5.8 本章小结
第六章 隧道二次衬砌温度应力的其他影响因素及裂缝控制
6.1 二次衬砌分段浇筑长度对温度应力的影响
6.2 二次衬砌厚度对温度应力的影响
6.3 降温措施对温度应力的影响
6.4 浇筑温度二次衬砌温度应力的影响
6.5 模板约束对温度应力的影响
6.6 保温模板对温度应力的影响
6.6.1 表面保温层计算
6.6.2 温度应力计算
6.7 拆模时间对温度应力的影响
6.7.1 考虑模板约束作用拆模时间对温度应力的影响
6.7.2 模板光滑拆模时间对温度应力的影响
6.8 风速对温度应力的影响
6.9 温度应力控制措施
6.9.1 各种温度应力控制措施比选
6.9.2 温度应力控制措施评价
6.10 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
本文编号：3763151
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