衬砌病害对在役隧道安全性的影响分析及评价

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文衬砌病害对在役隧道安全性的影响分析及评价作者姓名：孟庆威指导教师：刘军副教授东北大学理学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：固体力学论文提交日期：2013年6月论文答辩日期：2013年6月29日学位授予日期：如鸣7日答辩委员会主席：刘蕊，评阅人：酷t纫刽誊英螭东北大学2013年6月万方数据AThesisinSolidMechanicsAnalysisandEvaluationabouttheInfluenceofLining，SDiseaseonTunnel，SSafetyByMengQingweiSupervi

2、sor：AssociateProfessorLiuJunNortheasternUniversityJune2013万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢：也思0学位论文作者签名：酬日期：易侈辛佣叩8学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送

3、交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半马／两年口学位论文作者签名：烈签字日期：如7肄饵27日导师虢训军签字日期：瑚夸仞．呷妇万方数据东北大学硕士学位论文摘要衬砌病害对在役隧道安全性的影响分析及评价摘要由于地质条件、地形条件、气候条件和设计、施工、运营过程中各种因素的影响，导致隧道建成后，出现了不同程度的病害，给公路运输带来了安全隐患。目前隧道衬砌病害对在役隧道结构安全性影响的定量分析还不是很充分，尚缺少能够用于在

4、役隧道安全性评价的定量病害标准。本文首先对拱顶部存在空洞的衬砌试验进行了数值模拟，分析了含顶部空洞衬砌在不同载荷比下的变形、内力特征，并与试验结果进行了对比。其次本文选取了典型隧道，利用《公路隧道设计规范》计算了衬砌工作状态下的设计载荷，采用载荷结构法和ABAQUS软件建立了无损衬砌、含背后空洞衬砌、含局部厚度不足衬砌、含混凝土强度劣化衬砌和含衬砌裂缝四种有限元分析模型，其中衬砌背后空洞模型的建立采用去除空洞部分对应载荷及支撑弹簧的方式。衬砌背后空洞的计算中共采用了25种工况，衬砌厚度不足共采用了16种工况，混凝土强度劣化采用了5种工况，衬砌裂缝采用了20

5、种工况，分别研究了不同程度病害发生位置于拱顶、拱腰、边墙和拱脚时衬砌的变形、内力及安全系数。计算结果表明病害位置和病害程度对衬砌安全性的影响显著，随着病害程度的增加，结构的安全性单调下降，其中拱脚处的病害是最不利的，拱脚空洞和拱脚处的厚度不足及裂缝会引起衬砌结构安全系数的急剧下降，此外靠近拱顶处的空洞和裂缝也会引起衬砌结构安全系数较大幅度的下降。最后本文对数值计算结果进行了数据拟合，得到了病害程度与衬砌整体安全性下降程度的关系，并给出了关于衬砌病害定量评价的推荐分级标准。关键词：衬砌；载荷结构法；安全系数；病害．II．万方数据东北大学硕士学位论文Abstr

6、actAnalysisandEvaluationabouttheInfluenceofLining’SDiseaseonTunnel’SSafetyAbstractWithavarietyofthefactorssuchasgeologicalconditions，terrainconditions，weatherconditions，andthedesign，construction，operationandprocess，therehavebeenvaryingdegreesofdiseaseinthetunnelwhenithadbeencomple

7、ted．Itbringsthesecurityriskstotheroadtransportation．Currently,theimpactofDiseasesonsafetyshouldbequantified．Buttheanalysisofitisnotveryfull．Andtherearenostandardsoftunnel’Ssafetyevaluation．Firstofall，thepapermadeanumericalsimulationaboutthetestofliningwithcavityontop．Theanalysisof

8、theliningincludethatthedeformatio