带裂缝衬砌的应力强度因子分析

在隧道工程中,二次衬砌的开裂严重影响着隧道结构的安全、耐久性以及隧道的正常运营.本文为探究带裂缝衬砌的强度变化机理,基于断裂力学理论,将裂缝发展过程与应力强度因子关联,从理论计算和有限元模拟两个角度,总结了隧道衬砌裂缝发展与应力强度因子之间的一般规律.     

碳纤维布用于深埋隧道衬砌裂缝的加固效果

为评价公路隧道衬砌裂缝的碳纤维布补强效果,同时为类似隧道工程提供加固措施依据,利用有限元软件对裂缝补强效果进行了详细的计算分析。通过现场检测某深埋长大公路隧道交叉口段二次衬砌的开裂状况,从地质构造学角度分析裂缝成因表明:衬砌开裂是由于围岩地应力侧压力偏大,侧洞开挖后导致衬砌应力重分布而产生向拉应力超过混凝土抗拉极限强度而产生局部开裂。基于有限元理论对隧道开裂段加固前后衬砌结构的应力场及位移场进行了对比分析,同时分析了碳纤维布的变形状况。结果表明,当二次衬砌开裂后将碳纤维布粘贴于衬砌内表面,由于碳纤维布参与承担荷载,对混凝土衬砌受拉变形起约束作用,碳纤维作为抗拉材料能有效控制衬砌裂缝的扩展。     

局部存水空间对寒区隧道衬砌劣损特性的影响分析

为了探明隧道衬砌与围岩之间局部脱空存水空间对隧道衬砌劣损性的影响,基于存水空间水热力三场耦合理论,利用ABAQUS软件建立了水热力耦合理论模型,并对隧道拱顶沉降位移和裂缝分布状态进行数值模拟。将数值模拟和实际监测数据进行对比分析,验证了理论模型的适用性。基于被验证的理论模型,对衬砌裂缝的渐进开裂过程进行了数值模拟分析,详细探讨了存水空间位置、冻胀量以及衬砌砼厚度变化对隧道衬砌结构应力、劣损裂缝的扩展及其分布规律的影响等相关问题。结果表明:隧道衬砌结构在存水空间对应的中心区域产生的裂缝较为集中,多表现为张拉型裂缝,且衬砌的劣损状态由强到弱分别为拱顶存水、拱腰存水、拱脚存水、仰拱存水。     

关山隧道衬砌裂缝病害分析与防治措施研究

本论述对甘肃省关山隧道的衬砌裂缝病害进行实地勘察分析。按照病害的性质和形态,把该衬砌裂缝病害分成干缩裂缝病害、温差裂缝病害、荷载裂缝病害、沉降裂缝病害、施工缝开裂病害五类,并对各类病害的形成原因进行详细分析。结合目前隧道衬砌裂缝防治中常用的措施与经验,提出了加强衬砌自身强度和提高围岩稳定性两个方面对关山隧道衬砌裂缝病害的防治措施。     

公路隧道裂缝处治技术

裂缝是公路隧道衬砌结构中最常见的病害之一,严重影响隧道安全使用和衬砌承载力。对运营公路隧道随机衬砌裂缝进行统计,得出不同部位裂缝分布规律。本文分析了武都隧道裂缝形成原因,重点介绍了裂缝处治技术——封闭裂缝注胶,然后粘贴碳纤维布。最后,对该技术在公路隧道裂缝病害处治中的应用前景做出展望。     

隧道衬砌裂缝产生的原因分析及预防措施

近年来,随着我国经济迅速发展,国家对西部大开发力度的加大,我国公路建设事业也进行着翻天覆地的变化。在多山区,从以前的盘山公路到现在的见山打洞遇谷架桥,不但提高了公路等级、缩短了公路里程,而且也加速了经济发展。其中隧道工程显得尤为重要,它相对路面、桥梁有它独有的特殊性：一是地质条件复杂很难准确预测;二是建成后隧道内部应力变化隐蔽不易察觉;三是在运营过程中很难管理或维修。最终以裂缝形式表现出来,造成隧道衬砌开裂渗水等现象,严重的经常影响到运营安全。如果是个剐隧道出现一些衬砌开裂的现象,也不值得大惊小怪,问题是．近年来隧道衬砌发生裂缝几乎已成了普遍现象。这也就值得热爱公路事业和公路事业建设者们为之共同探讨和研究,杜绝类似现象出现．为建成优质隧道工程贡献一份微薄之力。     

基于荷载-结构模型对开裂二衬结构的安全性评价

以兰新高铁祁连山隧道二衬裂纹为研究对象,根据铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定,对隧道主要裂缝进行安全评价,给出安全等级;同时基于荷载-结构模型理论,应用ANSYS有限元分析软件,对开裂缺陷二衬结构进行承载力计算,得出加固补强前隧道抗压、抗裂安全系数,可为类似隧道二衬裂缝结构的安全性评价以及加固治理提供参考。     

铁路山岭隧道二次衬砌贯穿裂缝的预防经验

隧道二次衬砌裂缝是隧道的严重病害之一,裂缝的产生对安全、质量甚至运营带来不利影响,本文结合工程所处环境及混凝土施工中遇到的问题展开分析,对二次衬砌混凝土的裂缝成因进行了简要讨论,提出了裂缝产生的几种关键影响因素,并对预防裂缝产生及裂缝的修补提出建议,以更大程度地避免裂缝的产生。     

高速公路隧道边墙开裂下沉机理分析及处治措施

针对某运营高速公路隧道边墙下沉开裂破坏病害,通过现场调研、专项检测和数值模拟手段分析基岩遇水软化导致的病害发生机理,提出综合处治措施并现场实施。研究表明:①衬砌边墙纵向裂缝和结构下沉主要由基岩软化、承载力降低引起的水平作用力增加以及不均匀沉降导致;②地下水敏感围岩的隧道衬砌结构设计应设置仰拱。本案例采用的综合处治措施有效控制并成功处治了隧道边墙下沉开裂病害,可为类似工程病害整治提供参考和借鉴。     

隧道衬砌结构裂缝危害检测分析

隧道衬砌结构的现场检测在隧道运营过程中起着关键的作用，同时也是直接关系到隧道内行车和行人的安全。显然，进行科学的隧道现场检测对于隧道的正常使用有着十分重要的意义，本文主要结合宁波市国道10座公路隧道现场检测资料，根据对这些隧道的衬砌裂缝检测数据进行统计分析。     

强震作用下运营隧道裂损衬砌动力响应分析

运营隧道由于地质因素、施工因素与地下水因素造成衬砌结构带裂缝工作。在地震力作用下,带裂缝的衬砌的安全性难以保证。基于隧道衬砌结构裂损的不同位置和裂缝不同深度的考虑,建立了三维数值有限元模型,采用时程分析的方法研究了衬砌的动力响应。研究表明:①在地震力作用下,隧道衬砌受往复拉压作用;在剪切波作用下,最大弯矩、轴力发生在隧道横截面"X"位置;②带裂缝衬砌在地震力作用下,纵向裂缝处混凝土应力集中,主筋拉应力增大,其他位置内力与完好衬砌响应相同;③随着裂缝的位置不同,对隧道安全性的影响不同,影响顺序由大到小依次为225°、315°、270°;④衬砌初始裂缝深度越深,在地震作用下应力集中情况越严重。     

基于损伤塑性理论的隧道衬砌结构开裂破坏的数值分析

基于混凝土材料的损伤塑性理论,建立了公路隧道结构的非线性模型,并利用大型工程模拟的有限元软件ABAQUS对所建立的模型进行计算分析,较真实地揭示了运营公路隧道衬砌结构开裂破坏的机理,得到了在山体塌陷、围岩偏压作用下隧道衬砌结构损伤值、应力的分布特性和规律.     

断层位错量对跨断层隧道的影响

在几何相似比为100、断层倾角为90°的情况下,进行了断层位错量对跨断层隧道影响的模型试验。介绍了围岩模型材料的相似常数的选取及设计、隧道衬砌的设计、加载方案。对取得的衬砌应变数据进行处理分析。结果表明:不同位错量下隧道衬砌拱腰的纵向应变分布规律一致,隧道衬砌应变和位错量成正相关;破碎带两侧不同盘处的隧道衬砌的应变呈现反对称分布;应变最大位置处即在断层破碎带处。     

基于连续非连续方法的铁路隧道衬砌承压能力分析

西南地区水文地质条件复杂,铁路隧道衬砌的抗水压能力在交通运输工程中受到广泛重视。当排水条件受限时,较高的外部水压可能导致衬砌开裂,这对隧道安全构成严重威胁。科学合理地评价衬砌抗水压能力对衬砌结构设计非常重要。文中结合理论分析和数值模拟,采用连续-非连续方法模拟不同水压条件下隧道衬砌的渐进破坏过程,分析衬砌结构位移、应力应变、界面破裂因子、界面破裂率等参数间的关系。最后,得到不同水压条件下衬砌界面破裂率和衬砌结构渐进破坏之间的关系,将隧道衬砌承压阶段分为安全阶段、相对安全阶段、临界失稳阶段和失稳阶段4个阶段,基于界面破裂率提出衬砌结构当前状态和承压能力评价方法。     

圆形压力隧洞衬砌与围岩荷载分担比研究

结合水工压力隧洞衬砌开裂以后围岩-衬砌混凝土-钢筋联合作用的实际性状,借助于非线性有限元程序,对围岩与衬砌(混凝土和钢筋)联合作用和材料性态进行模拟,建立起精细的、高度仿真的二维(平面应变)数值模型。经过数值分析,得到了在满足规范要求且经济合理的配筋量条件下衬砌与围岩的荷载分担比、裂缝宽度和裂缝分布规律、混凝土的应力分布规律、钢筋的应力分布规律。对衬砌与围岩发生相对滑动以及围岩参数变化对荷载分担比的影响进行了分析,发现衬砌与围岩出现相对滑动时,需要增加配筋量;围岩参数变化时,对相邻裂缝间距(裂缝条数)影响很大,衬砌的荷载分担比略有上升趋势。     

裂缝对公路隧道二次衬砌结构耐久性影响及其模糊评价

公路隧道混凝土二次衬砌结构裂缝的出现是不可避免的,而裂缝的出现将迅速的加快其腐蚀劣化过程。本文首先对隧道衬砌构件裂缝的成因及其对衬砌结构耐久性的影响进行了分析。鉴于裂缝对衬砌结构的耐久性影响具有模糊性的特点,论文分别建立了用于计算评价衬砌表面裂缝宽度、长度、方向和密度等因素对衬砌结构耐久性损伤的模糊隶属度函数。然后结合某次静力实验裂缝观测、统计结果,根据建立的隶属度函数对裂缝诸因素的隶属度进行了计算,并运用最大隶属度原则对裂缝对衬砌结构耐久性的影响程度进行了模糊综合评价。     

谈隧道钢拱架加固施工

嘉镜线大青羊隧道K46+929,全长2 592m.该隧道由于施工质量渗漏水腐蚀等原因,致使混凝土衬砌出现开裂、错台,拱部、边墙出现不同程度裂缝、隧道边墙漏水加剧,采用隧道衬砌结构加固补强安装钢拱架、锚喷、注浆加固施工.根据实际情况,合理安排各工序同步进行施工,每日180 min天窗,洞内接触网采取同步停电作业,确保运营行车安全和施工人员的人身安全.     

某煤矿地下输煤隧道结构安全性分析

地下输煤隧道是电厂的核心基础结构设施,其在电厂发电中起着关键的交通运营作用,一旦地下输煤隧道出现安全问题,将会给人们的生产、生活用电带来麻烦。该文针对某电厂地下输煤隧道结构的安全性,通过有限元数值模拟对V-b、Va型两种衬砌断面进行分析,通过结构安全系数及裂缝宽度两种方式对结果进行判定,可知对于地下深埋和浅埋输煤隧道主要采用合理的隧道衬砌断面,结构的安全性可以得到保证。     

带裂缝的隧道衬砌刚度验算与加固

针对某隧道在竣工后不久出现较多衬砌裂缝的情况,对裂缝进行了详细调查,得到了裂缝的基本参数,对裂缝安全等级进行了评价.采用基于刚度退化理论的混凝土刚度折减公式,对带裂缝的衬砌结构进行了安全系数验算,对结构的安全性进行了分析.采用套拱法对隧道结构进行加固设计,并对加固后的衬砌结构进行了安全系数验算.结果表明:加固后的衬砌结构安全系数为2.69,满足<公路隧道设计规范>的要求.     

公路隧道二衬砼开裂的施工因素分析及对策研究

文章针对公路隧道二衬砼裂缝的质量病害,从衬砌结构承受偏载和过大的温度和干缩应力两个方面,总结归纳了造成隧道二衬砼开裂的施工因素。开展有限元数值模拟计算,定量分析偏载和温度、干缩应力对二衬砼产生裂缝的影响,并提出规范施工、减少隧道二衬砼开裂的对策。