地鐵隧道襯砌結構火災損傷與災后評估方法研究.pdf

1、地鐵系統的完善和密集程度有效的解決了大城市的大容量交通問題，然而由于地鐵交通客流量大，一旦發(fā)生火災，就會造成了巨大的社會影響和經濟損失。地鐵盾構隧道發(fā)生火災時，高溫會使襯砌結構發(fā)生熱膨脹，同時使襯砌結構材料的強度和模量顯著降低，導致結構變形增大，承載力下降?；馂暮?，如何快速準確的評估火災高溫對隧道襯砌結構的損傷，對制定隧道結構修復加固方案、恢復隧道使用功能、保證隧道結構的安全等方面有著實際的意義。 本文研究了火災對隧道襯砌結構的

2、高溫損傷和火災后襯砌結構的檢測評估方法。具體研究內容包括：火災高溫后盾構隧道襯砌混凝土、襯砌管片物理力學性能的劣化規(guī)律；襯砌結構的截面溫度場的計算理論和簡化計算方法；襯砌結構截面的高溫承載力計算理論和復核方法；地鐵隧道火災后檢測評估方法、判據和評估程序。 本文通過試件試驗研究給出盾構隧道襯砌C50混凝土的殘余抗壓強度、峰值應變、變形模量與最高經歷溫度的劣化關系以及無量綱應力一應變關系的數學模型。通過地鐵盾構隧道襯砌的1/3縮尺模

3、型管片的火災高溫試驗，分析了高溫時管片內部溫度場變化的規(guī)律，發(fā)現火災高溫會使管片外觀特征發(fā)生明顯變化，使管片剛度劣化，承載性能下降。通過合理的假設條件和材料熱物理參數選擇，并與模型管片試驗結果驗證，說明了應用Marc軟件實現襯砌結構瞬態(tài)熱傳導過程數值計算的可行性。通過大量計算，給出了考慮了火災降溫階段的襯砌截面溫升現象的地鐵盾構隧道襯砌結構溫度場的評估計算公式。本文還探討了襯砌結構截面高溫承載力的計算理論，提出積分法、條分法、等效截面法