高铁隧道衬砌在建期缺陷诊断、分类及其对隧道结构安全影响研究

发布时间：2024-01-20 19:40

　　今天的中国不仅拥有全球最长的高铁运营里程,而且在隧道工程的数量上也高居世界第一,而另一方面,各种隧道衬砌的缺陷问题和隧道衬砌的病害也随着我国隧道工程的增多而越来越突出。目前国内外对隧道衬砌的安全性研究主要集中在运营隧道的衬砌病害治理方面,对在建隧道的衬砌缺陷对隧道安全影响的研究不足。本文通过对大量在建高铁隧道衬砌质量的现场诊断,对在诊断中发现的隧道衬砌缺陷进行了统计分析,得到了缺陷的分布规律。通过分析主要缺陷的成因和分布规律,提出了相应的缺陷预防方案,再利用基于“荷载—结构”模型的数值模拟计算,对不同围岩等级、不同缺陷类型和缺陷的不同分布形式下的隧道二衬结构受力情况进行了计算,以二衬结构安全系数为指标,建立了在建高铁隧道衬砌缺陷对结构安全的影响的评价体系。基于“地层—结构”模型,计算了两处现场典型缺陷情况下隧道衬砌的受力情况,将评价体系应用到现场实际缺陷问题的评价中,同时验证了该评价体系的可靠性。本文的主要研究内容和成果有:(1)对大量在建高铁隧道衬砌缺陷进行诊断,对检测发现的缺陷进行统计分析,可知在所有衬砌缺陷中,二衬混凝土厚度不足和二衬背后脱空占比最大,分布占比47.7%和36.5...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 隧道衬砌质量检测研究现状
        1.2.2 隧道衬砌缺陷分级研究现状
        1.2.3 隧道安全性研究方法现状
    1.3 主要研究内容和技术路线
2 在建高铁隧道衬砌缺陷诊断
    2.1 概述
    2.2 衬砌缺陷现场检测
        2.2.1 探地雷达检测基本原理
        2.2.2 雷达测线布置
        2.2.3 检测仪器及仪器参数
        2.2.4 现场检测
    2.3 隧道衬砌缺陷检测数据统计分析
    2.4 小结
3 隧道二衬缺陷成因分析及预防建议
    3.1 二衬厚度不足成因分析及预防建议
        3.1.1 二衬厚度不足缺陷分布特征
        3.1.2 二衬厚度不足成因
        3.1.3 二衬厚度不足预防建议
    3.2 二衬背后脱空成因分析及预防建议
        3.2.1 二衬背后脱空缺陷分布和缺陷发育特征
        3.2.2 二衬脱空成因研究
        3.2.3 二衬背后脱空预防建议
4 隧道二衬厚度不足对二衬结构安全影响分析
    4.1 概述
    4.2 计算原理与计算方法
        4.2.1 二衬结构安全计算数值方法
        4.2.2 荷载计算方法
        4.2.3 计算参数的选择
        4.2.4 二衬结构安全系数计算方法
        4.2.5 有限元计算模型
    4.3 Ⅲ级围岩二衬厚度不足结构安全分析
        4.3.1 计算参数
        4.3.2 计算工况
        4.3.3 计算结果
        4.3.4 各工况计算结果汇总
    4.4 Ⅳ级围岩二衬厚度不足结构安全分析
    4.5 Ⅴ级围岩二衬厚度不足结构安全分析
    4.6 小结
5 隧道二衬背后脱空对二衬结构安全影响分析
    5.1 概述
    5.2 计算原理与计算方法
    5.3 Ⅲ级围岩二衬背后脱空结构安全分析
        5.3.1 计算参数
        5.3.2 计算工况
        5.3.3 计算结果
        5.3.4 各工况计算结果汇总
    5.4 Ⅳ级围岩二衬背后脱空结构安全分析
    5.5 Ⅴ级围岩二衬背后脱空结构安全分析
    5.6 小结
6 隧道衬砌缺陷结构安全评价体系应用
    6.1 概述
    6.2 二衬厚度不足结构安全分析
        6.2.1 二衬厚度不足缺陷概况
        6.2.2 二衬厚度不足缺陷安全分析
    6.3 二衬背后脱空结构安全分析
        6.3.1 二衬背后脱空缺陷概况
        6.3.2 二衬背后脱空缺陷安全分析
    6.4 小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 存在的问题及展望
致谢
攻读学位期间的研究成果
参考文献



本文编号：3881439