隧道裂縫形成機(jī)理及發(fā)展規(guī)律研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)外工程師處理隧道病害時(shí)，一般結(jié)合隧道病害的表觀特征、結(jié)構(gòu)受力及隧道周圍地質(zhì)、氣候及水文等信息，分析研究病害成因，評(píng)估隧道安全等級(jí)，最后制定相應(yīng)的加固方案，這種病害治理方法較為系統(tǒng)和全面，值得我們深入學(xué)習(xí)和研究。本文以理論推導(dǎo)為主要研究方法，就隧道襯砌結(jié)構(gòu)受力方面，較為深入研究了基于流變理論的隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用力對(duì)襯砌裂縫的影響，結(jié)合流變力學(xué)、彈塑性力學(xué)、斷裂損傷力學(xué)等學(xué)科知識(shí)，對(duì)病害的內(nèi)在成形機(jī)理、裂縫發(fā)展規(guī)律進(jìn)行較為系統(tǒng)的

2、研究分析，最終與隧道養(yǎng)護(hù)規(guī)范相結(jié)合確定出合理的襯砌裂縫養(yǎng)護(hù)周期，并提出相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)維修措施。論文主要內(nèi)容如下幾點(diǎn):
　　1.分析國(guó)內(nèi)外隧道襯砌裂縫研究現(xiàn)狀，提出當(dāng)前裂縫研究所遇到的問(wèn)題，結(jié)合流變力學(xué)、斷裂損傷力學(xué)知識(shí)，研究分析基于流變理論條件下隧道襯砌裂縫形成機(jī)理。
　　2.對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行等代圓換算并建立彈性地基梁模型，利用彈塑性力學(xué)知識(shí)成立隧道襯砌的控制微分方程，根據(jù)圣維南原理推出裂縫間距相應(yīng)中心角應(yīng)滿足的卓越方程，求出外荷

3、載作用下隧道襯砌裂縫間距，進(jìn)而確定等間距情況下的隧道襯砌裂縫寬度表達(dá)式。
　　3.對(duì)圍巖參數(shù)進(jìn)行討論和取值，利用軸對(duì)稱條件下支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖作用力隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化關(guān)系，分析推導(dǎo)出典型Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用力，結(jié)合隧道襯砌裂縫寬度表達(dá)式，得到典型Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖下隧道襯砌裂縫寬度隨時(shí)間變化關(guān)系。
　　4.將相關(guān)隧道養(yǎng)護(hù)規(guī)范與典型Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖下隧道襯砌裂縫寬度隨時(shí)間變化關(guān)系相結(jié)合，分析研究出隧道襯砌裂縫養(yǎng)護(hù)周期，并制定相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)

4、維修措施。
　　論文最后取得一些有益的結(jié)論，其結(jié)果如下:
　　1.建立彈性地基梁模型，對(duì)隧道襯砌的裂縫間距和寬度進(jìn)行研究推導(dǎo)，成立了襯砌按彈性地基曲梁的控制微分方程，確定隧道襯砌在外荷載下的裂縫寬度和間距表達(dá)式。
　　2.以典型Ⅳ、Ⅴ圍巖為例，研究分析出不同圍巖參數(shù)區(qū)間內(nèi)隧道支護(hù)-圍巖相互作用力隨時(shí)間不斷變化的規(guī)律，即隧道支護(hù)襯砌與圍巖相互作用力隨時(shí)間不斷增大，最終圍巖趨于穩(wěn)定。并且圍巖彈性模量與圍巖-支護(hù)相互作用力的