隧道裂縫形成機理及發(fā)展規(guī)律研究.pdf

1、國內外工程師處理隧道病害時，一般結合隧道病害的表觀特征、結構受力及隧道周圍地質、氣候及水文等信息，分析研究病害成因，評估隧道安全等級，最后制定相應的加固方案，這種病害治理方法較為系統(tǒng)和全面，值得我們深入學習和研究。本文以理論推導為主要研究方法，就隧道襯砌結構受力方面，較為深入研究了基于流變理論的隧道圍巖與支護結構相互作用力對襯砌裂縫的影響，結合流變力學、彈塑性力學、斷裂損傷力學等學科知識，對病害的內在成形機理、裂縫發(fā)展規(guī)律進行較為系統(tǒng)的

2、研究分析，最終與隧道養(yǎng)護規(guī)范相結合確定出合理的襯砌裂縫養(yǎng)護周期，并提出相應的養(yǎng)護維修措施。論文主要內容如下幾點:
　　1.分析國內外隧道襯砌裂縫研究現(xiàn)狀，提出當前裂縫研究所遇到的問題，結合流變力學、斷裂損傷力學知識，研究分析基于流變理論條件下隧道襯砌裂縫形成機理。
　　2.對襯砌結構進行等代圓換算并建立彈性地基梁模型，利用彈塑性力學知識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中心角應滿足的卓越方程，求出外荷

3、載作用下隧道襯砌裂縫間距，進而確定等間距情況下的隧道襯砌裂縫寬度表達式。
　　3.對圍巖參數(shù)進行討論和取值，利用軸對稱條件下支護結構與圍巖作用力隨時間動態(tài)變化關系，分析推導出典型Ⅳ、Ⅴ級圍巖與支護結構相互作用力，結合隧道襯砌裂縫寬度表達式，得到典型Ⅳ、Ⅴ級圍巖下隧道襯砌裂縫寬度隨時間變化關系。
　　4.將相關隧道養(yǎng)護規(guī)范與典型Ⅳ、Ⅴ級圍巖下隧道襯砌裂縫寬度隨時間變化關系相結合，分析研究出隧道襯砌裂縫養(yǎng)護周期，并制定相應的養(yǎng)護

4、維修措施。
　　論文最后取得一些有益的結論，其結果如下:
　　1.建立彈性地基梁模型，對隧道襯砌的裂縫間距和寬度進行研究推導，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)間內隧道支護-圍巖相互作用力隨時間不斷變化的規(guī)律，即隧道支護襯砌與圍巖相互作用力隨時間不斷增大，最終圍巖趨于穩(wěn)定。并且圍巖彈性模量與圍巖-支護相互作用力的