隧道衬砌裂缝病害分析及处治措施研究

摘要

隧道衬砌裂缝是隧道施工和运营中常见的一种病害。裂缝的产生会造成地下水渗漏，钢筋锈蚀及混凝土块进一步的塌落，往往会造成严重的安全隐患。因此，为了防止衬砌裂缝的产生，需要深入分析衬砌裂缝产生的机理。而一旦产生裂缝，要采取及时合理的整治措施。论文结合在建十白高速公路的泰山沟隧道衬砌病害问题，系统分析了隧道衬砌裂缝的产生机理、过程，以及在病害后针对地质情况采取的合理整治措施等。主要研究内容有：
　　1、在查阅有关文献的基础上，结合泰山沟隧道特殊的地质条件，初步分析隧道衬砌开裂的原因，总结了引起衬砌开裂的主要因素。
　　2、探讨了钢筋混凝土结构裂缝的产生机理，分析了钢筋混凝土结构裂缝几何参数的计算方法。同时，提出了隧道衬砌结构内力计算的弹性力学方法。进一步将钢筋混凝土结构裂缝计算与隧道衬砌结构的弹性力学方法相结合进行了隧道衬砌结构的安全计算。
　　3、在理论分析的基础上，以泰山沟隧道为例，根据设计所提供的参数，对隧道衬砌结构运用ANSYS进行有限元分析，判断是否满足抗裂性要求。将有限元计算结果与弹性力学方法结果进行比较，它们的一致性说明两种分析方法的有效性。
　　4、针对衬砌裂缝的几何形式及不同特点，治理中采取不同的治理措施。往往是多种方法共同结合使用，或者在一个隧道中依据不同地段的不同情况用不同的方法，以达到稳定围岩，加固衬砌，确保施工运营安全的目的。
　　论文的研究工作，为在建十白高速公路泰山沟隧道的衬砌施工提供了指导，对类似隧道衬砌病害的分析和综合整治工作也具有参考意义。

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1 绪论

1.1 选题依据及研究意义

1.2 国内外的研究现状

1.3 研究内容

2 泰山沟隧道衬砌开裂情况调查

2.1项目工程概况

2.2 隧道衬砌开裂情况

2.3 隧道左洞出口段衬砌病害情况

2.4本章小结

3 隧道衬砌开裂理论的研究

3.1混凝土裂缝机理

3.2 隧道结构计算的弹性力学法

3.3泰山沟隧道衬砌结构内力

3.4 本章小结

4 泰山沟隧道数值模拟分析

4.1 确定计算模型

4.2 计算参数选择及荷载确定

4.3 结构内力及安全系数

4.4 衬砌配筋及裂缝验算

5 泰山沟隧道衬砌病害的处理

5.1 衬砌开裂的成因分析

5.2 泰山沟隧道典型病害的处理设计

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献