隧道衬砌质量的地质雷达检测和数值模拟分析

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1、分类号学号M201373147学校代码10487密级硕士学位论文隧道衬砌质量的地质雷达检测和数值模拟分析模拟分析学位申请人：张旭学科专业：建筑与土木工程指导教师：龚文惠教授答辩日期：2015年05月18日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftherequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheGeologicalRadarInspectionandNumericalSimulationAnalysisofTunnelliningQualityCa

2、ndidate:ZhangXuMajor:Architectural&CivilEngineeringSupervisor:Prof.GongWenhuiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全

3、意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月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：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□在________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要由

4、于隧道施工的隐蔽性和施工过程的复杂性，隧道衬砌易在不同程度上存在着质量问题，不可避免地影响围岩应力和变形，甚至影响隧道的运营安全。因此为保证隧道的运营安全，就必须对衬砌进行全面的质量检测，并对衬砌缺陷可能造成的影响进行分析。本文首先运用地质雷达无损检测的原理并结合检测图像对上官隧道的衬砌质量进行了评价，表明隧道衬砌基本无质量缺陷。再基于离散元法以上官隧道为工程背景建立了数值计算模型，对一般的公路隧道施工后衬砌可能存在的主要缺陷进行了模拟计算，分析了围岩应力和变形，并分别与设计情况下的围岩应力和变形进行了对比。分析表明：（1）若存在二

5、衬混凝土厚度比设计厚度小5cm或锚杆纵向间距最大为1.3m的缺陷时，则对围岩应力和变形的影响均较小。（2）若存在初支混凝土厚度比设计厚度小5cm或上台阶断面初支与围岩间局部存在5cm厚空洞时，虽围岩最大位移仍小于位移收敛警戒值，但对围岩应力产生了很大影响，需及时进行施工处理。（3）在比设计厚度小5cm的相同情况下，初支混凝土厚度缺陷对围岩应力和变形的影响要远大于二衬混凝土厚度缺陷的影响。（4）上台阶断面初支与围岩间局部存在5cm厚空洞对围岩应力和变形的影响要大于初支混凝土厚度缺陷（比设计厚度小5cm）的影响。关键词：隧道衬砌质量检测

6、地质雷达离散元法I华中科技大学硕士学位论文AbstractDuetotheconcealmentofthetunnelconstructionandthecomplexityoftheconstructionprocess,somequalityproblemsoftunnelliningiscomingindifferentdegree,whichinevitablyaffectingthestressanddeformationofsurroundingrock,andevenhavinggreatinfluenceonsafe

7、tyofnormalrunningofthetunnel.Soinordertoensurethesafetyofthetunnel,comprehensivetestaboutthequalityoftheliningshouldbetaken,andanalyzesthepossibleimpactofliningdefects.Firstly,testinganddetectionimageofshangguantunnelliningqualitybycombiningtheprincipleofGeologicalRada

8、rnondestructiveisevaluatedinthisthesis,whichindicatesthattherearenoqualitydefectsintunnellining.Andthennumericalcalcu