施工缺陷對隧道穩(wěn)定性影響的模型試驗研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，山嶺地區(qū)公路建設(shè)的不斷發(fā)展，公路隧道的建設(shè)數(shù)量日益增多。由于公路隧道在修建時投資大，往往是控制公路建設(shè)工期的關(guān)鍵。因此，一定要保證隧道工程建設(shè)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和適用性。由于隧道施工工序繁多，存在不少潛在危險源，在施工過程中，容易形成施工缺陷，而隧道病害大部分都是由這些缺陷形成。這些病害既影響了隧道作為快速安全交通通道的功能，在維修加固時又會花費大量的資金，更嚴(yán)重的是存在安全隱患。因此，分析施工缺陷對隧道穩(wěn)定性

2、影響就極為重要。
　　本文以遼寧海棠山隧道為背景，研究了不同施工缺陷對隧道的破壞形式、關(guān)鍵點的位移及應(yīng)力應(yīng)變的影響，歸納出一定的規(guī)律，以期對本工程的施工提供參考?，F(xiàn)有研究表明，由于施工缺陷其破壞機(jī)理復(fù)雜性，傳統(tǒng)研究方法多采用數(shù)值分析的方法。相對的，有關(guān)隧道空洞模型實驗方面開展研究的并不多見。本文基于模型實驗，立足東北大學(xué)實驗室現(xiàn)有條件，提出利用模型試驗為主要的研究手段，以數(shù)值分析為輔助手段并作為模型試驗的驗證與補(bǔ)充。本論文重點開展

3、如下研究工作:
　　(1)空洞對隧道穩(wěn)定性影響的機(jī)理綜述和分析:圍巖與襯砌之間存在的空洞，使其產(chǎn)生不均勻的點接觸，這些點接觸造成應(yīng)力集中，使襯砌內(nèi)側(cè)受拉、外側(cè)受壓破壞，這種受力方式嚴(yán)重影響著隧道圍巖與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，空洞對隧道穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。
　　(2)本文圍繞施工缺陷對隧道穩(wěn)定性問題，開展了不同范圍的拱頂空洞和不同位置空洞對隧道穩(wěn)定性影響的系列實驗研究。結(jié)合相似準(zhǔn)則，實現(xiàn)了在彈性范圍內(nèi)控制各物理力學(xué)參數(shù)的相似性。首

4、先，針對實際工程，確定了幾何相似比，繼而開展了相似材料配比實驗，制作了隧道模型，最后進(jìn)行加載試驗及數(shù)據(jù)的量測。總結(jié)得出了不同情況下，施工缺陷對隧道穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　(3)為了驗證與補(bǔ)充模型實驗，采用了MIDAS數(shù)值法來分析該工程，建立了不同范圍的拱頂空洞和不同位置的空洞模型。通過有限元分析，主要從位移和應(yīng)力兩方面分析了不同情況下，隧道的變形及受力情況。將數(shù)值分析與模型實驗的結(jié)果進(jìn)行對比分析，提出合理的施工建議。
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