盾构隧道管片接头密封垫的高温后性能研究

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1、硕士学位论文盾构隧道管片接头密封垫的高温后性能研究作者姓名谭文怡学科专业防灾减灾工程及防护工程指导教师吴波研究员所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年6月ResearchonthePropertyofRubberGasketsinShieldTunnelLiningJointsafterHighTemperatureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：TanWenyiSupervisor：Prof.WuBoSouthChinaUniversityofTechn

2、ologyGuangzhou,China分类号:Tu3学校代号:IO“1学号:201220106163华南理工大学硕士学位论文盾构隧道管片接头密封垫的高温后性能研究作者姓名:谭文怡指导教师姓名、职称:吴波研究员申请学位级别:王学硕士学科专业名称:防灾减灾工程防护工程砰研究方向:钢筋混凝土结构日日论文提交日期:zO15年‘月"日论文答辩日期:zDrf年/月`学位授予单位:华南理工大学学位授予日期:年月答辩委员会成员:旒滋委员g〃华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除

3、了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:谭大怡日期:29万年亻月2日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许学位论文被查阅(除在保密期内的保密论文外);学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、

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5、加快，地铁已成为城市交通的重要组成部分。地铁盾构隧道是由管片连接而成的结构，相邻管片接头处的密封垫是隧道防水的关键部件。隧道火灾引发的高温将对密封垫的防水性能产生何种程度的影响，目前还缺少相关报道。为此，本文对盾构隧道管片接头密封垫的高温后性能开展了初步试验和数值分析，具体工作包括：1、开展了隧道用橡胶密封垫在初始自由状态下经高温（70℃/2h、120℃/2h）处理后的耐水试验，并与常温试验结果进行了对比，考察了处理温度和密封垫压缩量对高温后渗漏水压值的定量影响。研究发现：（1）120℃/2h以内高温处理后的密封垫的耐水性能总体上与

6、常温密封垫基本相当，无明显降低；（2）渗漏水压值-密封垫压缩量曲线的拐点大约出现在压缩量等于11mm（双垫）处。2、分别开展了隧道用橡胶密封垫在初始自由状态和初始压缩状态下经高温（70℃/2h、120℃/2h）处理后的加卸载压缩试验，并与常温试验结果进行了对比，揭示了处理温度和初始压缩对密封垫高温后压缩性能的影响。研究发现：（1）初始压缩试样高温后的加卸载滞回曲线相比初始自由试样呈现较明显的捏缩效应；（2）针对压缩量为4mm的情况，初始自由试样经120℃/2h以内高温处理后的卸载阶段压缩力与加载阶段压缩力之比仅比常温试样略有增加，但

7、初始压缩试样的该比值相对常温试样却明显增大。3、分别开展了密封垫橡胶经高温（70℃/2h、120℃/2h）处理后的单轴拉伸和单轴循环拉伸试验，并与常温试验结果进行了对比，在此基础上确定了橡胶本构的参数取值；采用通用软件ABAQUS，对隧道用橡胶密封垫的高温后压缩行为进行了初步数值分析，考察了与耐水性能直接相关的接触应力分布情况。研究发现：（1）加载阶段压缩量为7mm时，经120℃/2h以内高温处理后密封垫各接触面上的平均接触应力均大于渗漏临界值；（2）卸载阶段压缩量为7mm时，常温试样和初始自由状态下经120℃/2h高温处理后的试样

8、平均接触应力相比加载阶段分别最大降低19.6%和23.1%。关键词：盾构隧道；橡胶密封垫；火灾高温；耐水性能；压缩性能IAbstractSubwaybecomestheimportantpartincountrytransportat