衬砌背后空洞对隧道结构安全影响分析

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1、分类号U451单位代码10618密级公开学号2150970030专业硕士学位论文衬砌背后空洞对隧道结构安全影响分析研究生姓名：金成昊导师姓名及职称：黄锋（副教授）申请专业学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2018年4月12日专业领域名称建筑与土木工程论文答辩日期2018年6月2日2018年6月2日StudyoneffectofvoidsbehindliningonsafetyoftunnelstructuresADissertationSubmittedfortheDegree

2、ofMasterCandidate：JinChenghaoSupervisor：Associateprof.HuangFengChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法

3、律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等），同时本人保留

4、在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日……………………………………………………………………………………………本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月摘要随着我国隧道建设规模的增大，有一定比例的隧道由于地质、地形、气候条件和设计、施工、运营等因素的影响出现了不同程度的病害，其中衬砌背后空洞

5、是比较常见的病害。这种隧道病害严重威胁着隧道的运营安全，同时缩短了隧道的使用寿命，造成了很多人力、物力和财力的损失。因此，对衬砌背后空洞对隧道结构安全影响研究十分重要。本文运用模型试验，数值模拟分析，工程背景相结合研究隧道衬砌背后存在无空洞，单个空洞以及空洞组合对隧道衬砌结构安全性影响，在此基础上，利用数值模拟扩展分析对固定埋深下，固定位置的衬砌背后空洞大小变化和不同空洞组合对隧道结构安全影响研究。本文主要研究工作如下：①衬砌背后空洞的产生使得隧道衬砌结构的受力状况十分复杂，很容易造成衬砌结构的

6、开裂并直接影响到隧道结构的安全性。此外，衬砌背后组合空洞比单个空洞对隧道结构安全影响更加显著。②隧道衬砌背后空洞固定埋深下环向宽度的大小对空洞部位的内力有显著的影响。弯矩值随着空洞的增大从正弯矩逐渐变为负弯矩呈现出凸型，并且在二次衬砌结构外侧受拉，导致二衬在拱顶位置出现了反弯点。空洞位置处的轴力随着空洞环向宽度的增大而相应减小。因此，固定位置的空洞宽度的变化对隧道二次衬砌结构的轴力和弯矩都会有影响。③衬砌背后不同组合的空洞，对隧道衬砌衬砌结构安全有不同的影响，两侧拱腰存在空洞时，其对隧道结构安全

7、系数比拱顶和拱腰，拱腰和拱底情况明显低。④模型试验得出的空洞对衬砌结构安全影响规律与数值模拟结果基本一致，并得出了不同大小空洞，不同空洞组合作用下衬砌结构的破坏演化规律。⑤本文通过大岭背隧道现场雷达检测的数据分析及数值模拟分析，总结出了造成衬砌背后产生空洞的主要原因，此外，对衬砌背后空洞的预防和对已产生的空洞治理措施进行归纳总结。本文研究成果可以为衬砌背后空洞影响下产生的隧道常见的病害治理和修复提供参考。关键词：隧道结构；衬砌背后空洞；衬砌内力；模型试验；结构安全性；预防和治理。IABSTRAC

8、T.Increaseswiththesizeofthetunnelconstructioninourcountry,thereareacertainpercentageofthetunnelduetothegeology,topography,climateconditionsandthedesign,construction,operationandtheinfluenceofsuchfactorsasthedifferentlevelsofdisease,theliningbehindthe