地下水與車載作用下隧道路面疲勞性能試驗研究.pdf

1、隧道作為公路交通的咽喉部位，往往對交通起控制作用。不管在隧道的建設(shè)或者運(yùn)營過程中，地下水都是不可回避的問題，地下水通過巖體或水泥混凝土下面層中的裂隙滲入路面結(jié)構(gòu)中，使隧道路面結(jié)構(gòu)“浸泡”在水中。在地下水與交通荷載作用下，隧道路面會出現(xiàn)不同程度的水損害破壞。隧道路面的水損害破壞不僅降低了行車安全，增加了事故發(fā)生率，而且大大減弱了其使用壽命，同時也增加了養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。
　　目前很少涉及對隧道路面在地下水與行車荷載作用下的水損害破壞的研究，

2、因此本文針對不同水環(huán)境、不同車載情況下，結(jié)合數(shù)值模擬與室內(nèi)試驗兩種手段，對隧道路面水損害疲勞破壞進(jìn)行初步探討。通過有限元軟件計算了隧道路面結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境下應(yīng)力場、位移場的改變及車載與路面孔隙率對飽水隧道路面產(chǎn)生的孔隙水壓的影響;通過室內(nèi)試驗得出了不同工況下水穩(wěn)定性能及疲勞壽命曲線。
　　本文主要內(nèi)容與研究成果如下:
　　①介紹了隧道路面在地下水與車載共同作用下的破壞機(jī)理。
　　②通過運(yùn)用ABAQUS有限元軟件建立隧道路

3、面模型，結(jié)合不同水環(huán)境、不同行車荷載、不同路面孔隙率，研究不同水環(huán)境下，隧道路面結(jié)構(gòu)中豎向應(yīng)力、橫向應(yīng)力以及豎向位移的變化規(guī)律;此外還研究了隧道路面在飽水條件下，行車荷載與孔隙率對孔隙水壓力的影響，得到了孔隙水壓力的變化規(guī)律。為今后隧道路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。
　?、弁ㄟ^室內(nèi)試驗成型不同孔隙率的試件，測定不同孔隙率試件的滲水系數(shù)，并擬合滲透系數(shù)與孔隙率的關(guān)系方程，得到滲透系數(shù)與孔隙率之間的變化關(guān)系。
　?、芡ㄟ^改進(jìn)的凍融劈裂

4、試驗，測定不同水環(huán)境、不同孔隙率下瀝青混合料試件的劈裂強(qiáng)度，得到了水環(huán)境與孔隙率對隧道路面結(jié)構(gòu)水穩(wěn)定性能的影響規(guī)律，結(jié)果表明水環(huán)境越惡劣，孔隙率越大，試件的劈裂強(qiáng)度比越小，水穩(wěn)定性能越差;通過浸水車轍試驗?zāi)M了飽水隧道路面在動荷載作用下的破壞情況，結(jié)果表明重載交通對隧道路面疲勞影響巨大。
　?、萃ㄟ^室內(nèi)疲勞試驗，依據(jù)試驗結(jié)果，對不同孔隙率與不同水環(huán)境下瀝青混合料試件的疲勞壽命進(jìn)行擬合，得到疲勞壽命方程，得到疲勞方程中截距l(xiāng)gk與斜