高地温环境下隧道锚固系统试验及力学特性研究
发布时间：2024-02-21 21:18
近年来,随着隧道工程越来越多地向着深埋大、长度长的趋势发展,各国在修建隧道过程中都陆续出现了不同程度的高地温热害隧道。在高地温隧道中,锚杆作为岩土体加固的基础杆件体系结构,一旦施作便处于高温环境中,灌浆料在高温环境中凝结硬化,势必会导致锚固系统力学性能发生变化。因此本文采用试验方法并结合理论分析对高地温环境下锚杆锚固系统力学特性展开研究。本文所开展工作及主要结论如下:(1)将隧道模型简化为圆形,建立空气-衬砌-围岩理论计算模型,进行时间-空间区域离散化并推导了节点物理量的离散方程,建立了高地温隧道温度场理论预测方法。得出了不同初始温度条件下,围岩在5天内快速降温,随后缓慢降温并趋近于稳定温度的规律,并在此基础上建立了室内试验高温变温养护方法。(2)通过灌浆料抗压强度试验获得了不同养护条件下水泥砂浆的的受压应力-应变关系曲线,高地温环境给灌浆料带来了明显的早强效应和后期强度劣化效应,且养护初始温度越高、养护湿度越低,峰值强度、残余强度、抵抗变形的能力出现劣化的程度越严重。并提出了适用于高地温环境下灌浆料的受压本构方程。(3)通过对锚固系统试件拉拔试验,获得了高地温环境下锚固系统破坏模式的...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景、目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高地温隧道(洞)温度场研究现状
1.2.2 水泥砂浆研究现状
1.2.3 锚杆支护研究现状
1.3 存在问题
1.4 论文的主要研究内容、方法
1.5 创新点
第2章 高地温隧道温度场时空演变规律研究
2.1 引言
2.2 高地温隧道温度场现场试验
2.2.1 试验概况
2.2.2 测点布置及安装
2.2.3 现场试验结果分析
2.3 高地温隧道温度场理论预测方法
2.3.1 传热学基本理论
2.3.2 计算模型及基本假定
2.3.3 控制方程及定解条件
2.3.4 建立节点物理量的离散方程
2.3.5 稳定性分析
2.4 高地温隧道温度场时空演变规律
2.4.1 理论计算方法验证
2.4.2 不同初始地温下隧道温度场时空演变规律
2.5 高温变温养护模式
2.6 本章小结
第3章 灌浆料力学特性试验及本构关系研究
3.1 引言
3.2 试验概况
3.2.1 试验方案
3.2.2 试验材料
3.2.3 试验设备
3.2.4 试验步骤
3.3 试验现象及破坏过程
3.4 抗压强度分析
3.4.1 养护温度对水泥砂浆抗压强度的影响
3.4.2 养护湿度对水泥砂浆抗压强度的影响
3.5 应力-应变全曲线分析
3.5.1 养护温度对应力-应变全曲线的影响
3.5.2 养护湿度对应力-应变全曲线的影响
3.5.3 应力-应变全曲线特征点分析
3.6 受压本构关系
3.6.1 全曲线的几何特征
3.6.2 水泥砂浆受压应力-应变曲线拟合
3.7 小结
第4章 锚固系统锚固破坏模式及破坏机理试验研究
4.1 引言
4.2 试验概况
4.2.1 试验方案
4.2.2 试验材料
4.2.3 试验设备
4.2.4 试验步骤
4.3 锚固系统锚固机理及传力机制
4.3.1 锚固系统锚固机理
4.3.2 锚固系统传力机制
4.4 破坏模式
4.4.1 锚固系统主要破坏模式
4.4.2 试验表观现象
4.4.3 CT扫描分析
4.4.4 高地温环境下锚固系统破坏模式及影响机理
4.5 破坏机理
4.5.1 弱场理论
4.5.2 标准养护条件下试件破坏机理
4.5.3 高温变温养护条件下试件破坏机理
4.6 小结
第5章 锚固系统力学特性及本构关系研究
5.1 引言
5.2 锚固系统力学特性
5.2.1 极限拉拔力影响因素分析
5.2.2 极限粘结强度影响因素分析
5.2.3 残余强度影响因素分析
5.3 应力-位移关系曲线特征
5.3.1 不同养护条件下的应力-位移曲线
5.3.2 概化曲线模型
5.3.3 不同养护条件对应力-位移曲线的影响
5.4 应力-位移本构模型
5.4.1 应力-位移本构模型描述
5.4.2 特征值分析
5.4.3 本构方程验证
5.5 小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目
本文编号：3905910
【文章页数】：140 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景、目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高地温隧道(洞)温度场研究现状
1.2.2 水泥砂浆研究现状
1.2.3 锚杆支护研究现状
1.3 存在问题
1.4 论文的主要研究内容、方法
1.5 创新点
第2章 高地温隧道温度场时空演变规律研究
2.1 引言
2.2 高地温隧道温度场现场试验
2.2.1 试验概况
2.2.2 测点布置及安装
2.2.3 现场试验结果分析
2.3 高地温隧道温度场理论预测方法
2.3.1 传热学基本理论
2.3.2 计算模型及基本假定
2.3.3 控制方程及定解条件
2.3.4 建立节点物理量的离散方程
2.3.5 稳定性分析
2.4 高地温隧道温度场时空演变规律
2.4.1 理论计算方法验证
2.4.2 不同初始地温下隧道温度场时空演变规律
2.5 高温变温养护模式
2.6 本章小结
第3章 灌浆料力学特性试验及本构关系研究
3.1 引言
3.2 试验概况
3.2.1 试验方案
3.2.2 试验材料
3.2.3 试验设备
3.2.4 试验步骤
3.3 试验现象及破坏过程
3.4 抗压强度分析
3.4.1 养护温度对水泥砂浆抗压强度的影响
3.4.2 养护湿度对水泥砂浆抗压强度的影响
3.5 应力-应变全曲线分析
3.5.1 养护温度对应力-应变全曲线的影响
3.5.2 养护湿度对应力-应变全曲线的影响
3.5.3 应力-应变全曲线特征点分析
3.6 受压本构关系
3.6.1 全曲线的几何特征
3.6.2 水泥砂浆受压应力-应变曲线拟合
3.7 小结
第4章 锚固系统锚固破坏模式及破坏机理试验研究
4.1 引言
4.2 试验概况
4.2.1 试验方案
4.2.2 试验材料
4.2.3 试验设备
4.2.4 试验步骤
4.3 锚固系统锚固机理及传力机制
4.3.1 锚固系统锚固机理
4.3.2 锚固系统传力机制
4.4 破坏模式
4.4.1 锚固系统主要破坏模式
4.4.2 试验表观现象
4.4.3 CT扫描分析
4.4.4 高地温环境下锚固系统破坏模式及影响机理
4.5 破坏机理
4.5.1 弱场理论
4.5.2 标准养护条件下试件破坏机理
4.5.3 高温变温养护条件下试件破坏机理
4.6 小结
第5章 锚固系统力学特性及本构关系研究
5.1 引言
5.2 锚固系统力学特性
5.2.1 极限拉拔力影响因素分析
5.2.2 极限粘结强度影响因素分析
5.2.3 残余强度影响因素分析
5.3 应力-位移关系曲线特征
5.3.1 不同养护条件下的应力-位移曲线
5.3.2 概化曲线模型
5.3.3 不同养护条件对应力-位移曲线的影响
5.4 应力-位移本构模型
5.4.1 应力-位移本构模型描述
5.4.2 特征值分析
5.4.3 本构方程验证
5.5 小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目
本文编号：3905910
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3905910.html