文档介绍：摘要隧道健康诊断研究作为隧道工程中新兴的研究方向,是分析和评估病害对隧道健康状态的影响程度并采取合理有效的养护和维修措施的前提和基础。本文将隧道病害的影响分为对隧道使用性能和承载功能两个方面,鉴于衬砌结构承载性能是隧道使用性能的前提和基础,本文重点研究带病害衬砌结构计算模型,并在此基础上分析病害对结构承载特征、承载能力及结构安全性能的影响。结合目前隧道病害检测技术、病害分类与分级方法、病害成因分析等相关研究现状,本文提出了隧道病害研究的一般性思路。并结合隧道病害力学模型和健康诊断技术的要求,提出了基于隧道计算模型和健康诊断的病害分类和参数量化方法,然后结合荷载一结构法提出了隧道裂缝、厚度不足、材料劣化、背后空洞、附加荷载等病害力学模型,编制了计算程序,以山王庙隧道为工程实例进行了结构结构分析和安全性评价。并在计算模型的基础上进行了病害参数灵敏性分析。隧道病害不仅与衬砌结构自身的力学性态有关,也和施工方法以及围岩衬砌的相互作用模式有紧密联系。本文建立了考虑施工效应的地层一结构法病害计算模型,并建立了包含衬砌背后空洞、衬砌厚度不足等病害的计算模型及衬砌材料劣化的等效简化方法。在此基础上深入分析了衬砌背后空洞、衬砌厚度不足等病害参数对结构安全性的影响规律,并结合计算结果分析了基于荷载一结构法和地层结构法健康诊断计算模型的优缺点。衬砌裂缝是最常见的隧道病害,是衬砌结构破坏或失稳坍塌的重要原因,鉴于传统结构计算方法无法分析带裂缝的结构安全性,本文展开了带裂缝结构安全性判定方法的研究。首先针对混凝土和岩石等脆性材料的Ⅱ型断裂模式和机理提出了三种裂纹尖端破坏模式,结合宏观强度理论对三种破坏模式对Ⅱ型裂纹进行了深入分析与比较,并得出裂纹尖端破坏只能是环向拉伸破坏,不能发生剪切型破坏或Σ列推苹档慕崧郏蝗缓蠼岷舷钟械亩狭雅芯荩提出了带裂缝结构安全性判定方法,建立了带裂缝隧道结构模型和带裂缝衬砌结构安全性验算方法,并分析了裂缝位置、裂缝面摩擦系数、裂缝深度、裂纹角度等参数对带裂缝结构安全系数的影响。关键词:隧道病害健康诊断计算模型衬砌结构安全性
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学位论文作者签名:陟吖洳爹学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前R年耭本学位论文属于保密,在同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。经指导教师同意,本授权书。指导教师签名:年解密后适用学位论文作者签名:年月日
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髀研究背景近年来我国不断扩大交通基础设施建设规模,高速公路和铁路建设迅猛发展,年全国交通固定资产完成投资突破亿元,,比上年增长.,,在西部高原山区为改善线型、降低纵坡,以保障行车的安全性、舒适性和快捷性,公路隧道的数量和路线总里程的比例越来越高,例如云南元磨高速公路有隧道座,隧道约占总里程的%,贵州崇遵高速公路共有隧道座,隧道约占总里程的%,重庆地区的部分线路隧道的长度高达%。年底全国公路隧道达处、蜓用祝壬夏昴┰黾处、.万延米。其中特长隧道处、.万延米,比上年末增加处、万延米。其中长隧道Α蜓用祝兴淼处、.万延米,短隧道处、.万延米【俊N夜壳耙殉晌J澜缟纤淼拦こ套疃唷⒎⒄棺羁的国家,我国正处于隧道工程建设飞速发展的时期。国内外调查研究表明,相当比例的隧道存在衬砌裂缝和渗漏水等病窖现象】,瘸害会威胁隧道内行车的安全、影响交通质量并缩短公路隧道的维护周期和使用寿命,座已建铁路隧道的统计资料分析表明,隧道不同程度地存在衬砌裂缝、变形以及渗漏水等问题,约占总数的隧道存在衬砌结构裂缝和渗漏水等病害。日本北海道土木工程师协会公路隧道分会调查表明浚刂月份,北海道使用中的匪淼乐座隧道存在衬砌及路面损坏,『λ淼赖%;至年碌祝毡疽呀ǔ刹⑼度胧褂匪淼雷艹サ脑擞K道由于衬砌开裂和变形而发生渗漏水。日本的铁路隧道也曾于年多次发生因隧道衬砌裂损、剥落、掉块而导致列车破损和脱轨的事件【,其中最著名的是年年崭8韵鼐