長江隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本研究以上海長江隧道工程為背景，考慮隧道襯砌結(jié)構(gòu)所處的工作環(huán)境、受力特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征等，針對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的耐久性問題展開研究。主要研究問題包括兩個方面：㈠氯離子侵蝕環(huán)境下隧道襯砌結(jié)構(gòu)耐久性試驗(yàn)研究。根據(jù)電化學(xué)方法加快鋼筋銹蝕的基本原理，在室內(nèi)進(jìn)行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)鋼筋加速銹蝕試驗(yàn)，得到了一組不同銹蝕程度的試驗(yàn)構(gòu)件；對銹蝕后構(gòu)件的承載力、變形、延性及破壞特征等進(jìn)行試驗(yàn)測試，得出了氯離子侵蝕下隧道襯砌結(jié)構(gòu)性能的退化規(guī)律。另外，通過自然擴(kuò)散

2、法，對上海長江隧道管片結(jié)構(gòu)混凝土的氯離子擴(kuò)散規(guī)律和特征進(jìn)行了測定。試驗(yàn)表明，通過短期加速試驗(yàn)條件研究混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是目前較為可行、有效的一種方法。試驗(yàn)結(jié)果對隧道襯砌結(jié)構(gòu)服務(wù)壽命預(yù)測和耐久性設(shè)計具有重要參考價值。㈡上海長江隧道襯砌結(jié)構(gòu)服役壽命預(yù)測。根據(jù)侵蝕環(huán)境下隧道襯砌結(jié)構(gòu)耐久性試驗(yàn)，對上海長江隧道襯砌結(jié)構(gòu)服役壽命進(jìn)行了理論預(yù)測。從預(yù)測結(jié)果來看，隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)服役壽命理論預(yù)測值大于結(jié)構(gòu)設(shè)計使用期限（100年），理論上能夠滿足隧道襯砌結(jié)

3、構(gòu)耐久性的要求。計算表明，基于本文所采用的結(jié)構(gòu)服役壽命預(yù)測理論計算方法，并結(jié)合耐久性試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行參數(shù)修正，對上海長江隧道襯砌結(jié)構(gòu)服役壽命進(jìn)行預(yù)測，具有可行性和合理性。 本文以上海長江隧道工程為背景，通過分析當(dāng)前軟土盾構(gòu)隧道工程設(shè)計中所存在問題，并結(jié)合上海軟土盾構(gòu)隧道的特殊性，對長江隧道襯砌結(jié)構(gòu)沿縱向沉降縫的設(shè)置及其縱向受力與變形進(jìn)行數(shù)值分析研究。主要計算內(nèi)容包括兩個方面：⑴基于雙面彈性地基梁模型的隧道結(jié)構(gòu)縱向計算。根據(jù)雙面彈性地

4、基梁解析模型基本原理，針對過江盾構(gòu)隧道工作井和區(qū)間隧道的連接處，隧道底部下臥土層特性及分層突變處，覆土厚度急劇改變處等引起隧道結(jié)構(gòu)縱向不均勻沉降問題，借助有限元方法建立雙面彈性地基梁平面數(shù)值計算模型，主要對隧道縱向沉降縫的設(shè)置及其隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及縱向變形性能分析。⑵基于結(jié)構(gòu)與土相互作用的隧道結(jié)構(gòu)縱向計算。根據(jù)結(jié)構(gòu)與土相互作用基本原理，采用Abaqus有限元軟件，在考慮不同的沉降縫設(shè)置情況及計算工況下，建立了長江隧道襯砌結(jié)構(gòu)縱向三維