公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)使用壽命預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、隨著近些年來(lái)隧道工程的不斷發(fā)展，以及對(duì)于隧道襯砌耐久性問(wèn)題的深入研究。襯砌結(jié)構(gòu)的耐久度問(wèn)題逐漸成為了公路隧道工程學(xué)科研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。越來(lái)越多的學(xué)者與工程設(shè)計(jì)人員將目光投向了對(duì)于結(jié)構(gòu)壽命的研究。伴隨著規(guī)范對(duì)于結(jié)構(gòu)使用壽命延長(zhǎng)的要求，在設(shè)計(jì)與建設(shè)初期判斷公路隧道結(jié)構(gòu)的壽命能否滿足要求，由于缺乏足夠豐富的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)其理論的研究有著非常重要的意義。對(duì)于公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)壽命的評(píng)估預(yù)測(cè)，不僅能對(duì)運(yùn)營(yíng)階段的隧道進(jìn)行安全性評(píng)估，確定隧道需要投入安全

2、加固的大概年限，同時(shí)能從耐久度的角度對(duì)隧道設(shè)計(jì)理念與標(biāo)準(zhǔn)起到修正的作用，使公路隧道的設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)管理更符合經(jīng)濟(jì)性。論文以達(dá)萬(wàn)高速沙壩灣隧道為背景依托，通過(guò)對(duì)于襯砌結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理以及結(jié)構(gòu)壽命影響因素的研究，總結(jié)了襯砌結(jié)構(gòu)使用壽命預(yù)測(cè)方法。
　　 1.結(jié)合隧道工程的特點(diǎn)，綜合考慮隧道結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的復(fù)雜荷載條件以及不同于一般大氣環(huán)境的自然影響因素，明確了公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)損傷主要由混凝土碳化及鋼筋銹蝕所決定，并深入分析了襯砌混凝土碳化機(jī)理以及

3、鋼筋銹蝕機(jī)理。確定了適合于公路隧道工程的碳化預(yù)測(cè)模型。
　　 2.以承載力極限作為壽命評(píng)定的最終狀態(tài)，總結(jié)了公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)使用壽命預(yù)測(cè)方法，將結(jié)構(gòu)壽命分為兩個(gè)階段進(jìn)行計(jì)算，分別為鋼筋無(wú)銹工作時(shí)間以及結(jié)構(gòu)破壞工作時(shí)間。
　　 3.確定了公路隧道壽命預(yù)測(cè)所需要的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)指標(biāo)。分別研究了二氧化碳濃度檢測(cè)、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度檢測(cè)、二次襯砌缺陷狀況檢測(cè)的工作原理與操作方法，對(duì)于國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的檢測(cè)儀器作了詳細(xì)介紹。
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4、.針對(duì)公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)普遍存在的結(jié)構(gòu)缺陷問(wèn)題，通過(guò)FLAC3D軟件對(duì)二襯結(jié)構(gòu)混凝土厚度不足、強(qiáng)度不足、存在空洞的缺陷狀況區(qū)分了十種工況進(jìn)行數(shù)值模擬，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)后處理與安全系數(shù)的計(jì)算，得出了每種缺陷在不同位置與范圍存在時(shí)對(duì)于隧道結(jié)構(gòu)整體安全性的影響。同時(shí)，從側(cè)面反映了結(jié)構(gòu)缺陷對(duì)于結(jié)構(gòu)原始安全系數(shù)的削弱，從而直接縮短了隧道結(jié)構(gòu)的使用壽命。
　　 5.運(yùn)用公路隧道使用壽命預(yù)測(cè)方法對(duì)達(dá)萬(wàn)高速沙壩灣隧道進(jìn)行使用壽命預(yù)測(cè)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與隧