功能梯度盾构管片的耐久性研究及寿命预测

针对隧道工程环境恶劣,要求混凝土材料耐久性高等特点,分析了隧道盾构管片耐久性的主要影响因素。以结构的耐久性为目标,采用功能梯度材料设计原理,提出了隧道盾构管片分层设计的技术路线。此外,还介绍了基于氯离子扩散理论模型的混凝土材料使用寿命预测方法,并对功能梯度盾构管片混凝土的使用寿命进行了对比计算和分析。     

水底隧道管片构件耐久性失效风险研究

拟建造在长江口区软土地层中的钢筋砼盾构隧道管片结构 ,在对其耐久性的影响因素进行分析的基础上 ,结合工程的环境条件提出了基于结构可靠度理论的钢筋砼构件耐久性失效风险的计算方法 ,并以上海崇明越江通道工程为例 ,采用蒙特—卡罗法 (MonteCarlo)计算了结构耐久性的失效风险 ,并讨论了各主要因素对耐久性失效风险的影响程度 ,从而取得了水底隧道钢筋砼管片构件耐久性失效风险分析的量化指标。文中提出的方法采用可靠性动态模型模拟结构耐久性失效风险的变化过程 ,包括利用随机事件之间的逻辑运算处理多因素影响的结构耐久性问题 ,为建立多因素影响下耐久性的计算模型提供了一条思路     

水底隧道管片构件耐久性失效风险研究

拟建造在长江口区软土地层中的钢筋砼盾构隧道管片结构，在对其耐久性的影响因素进行分析的基础上，结合工程的环境条件提出了基于结构可靠度理论的钢筋砼构件耐久性失效风险的计算方法，并以上海崇明越江通道工程为例，采用蒙特-卡罗法(Monte Carol)计算了结构耐久性的失效风险，并讨论了各主要因素对耐久性失效风险的影响程度，从而取得了水底隧道钢筋砼管片构件耐久性失效风险分析的量化指标。文中提出的方法采用可靠性动态模型模拟结构耐久性失效风险的变化过程，包括利用随机事件之间的逻辑运算处理多因素影响的结构耐久性问题，为建立多因素影响下耐久性的计算模型提供了一条思路。     

盾构隧道防水技术研究

作为盾构隧道耐久性的关键因素之一,盾构隧道的防水问题越来越受到业界的重视。从管片渗漏水原因出发,将各种影响因素归纳为主观因素与客观因素两大类;分析了盾构隧道常用的防水措施,总结了改善盾构隧道防水效果的主要方法,为优化盾构隧道防水措施提供借鉴。     

上海某电厂取排水盾构隧道持续使用可行性研究

依托上海市宝山区的某发电厂原有取排水盾构隧道工程,采用查阅工程资料,现场调研及类比的方法,从工程水文和结构耐久性两方面进行分析研究。研究表明该区域工程水文因素的变化不影响隧道结构正常的取排水作业,隧道结构耐久性状况未见异常,其具备持续使用的可行性。     

软土盾构隧道纵向设计综述

通过对软土盾构隧道结构设计理论的现状和已建软土盾构隧道结构存在问题的分析,指出克服软土盾构隧道结构发生过量纵向沉降或不均匀沉降而引起隧道渗水、漏泥、结构局部破坏等影响隧道正常使用及其耐久性问题的关键是展开纵向设计理论研究。在纵向设计理论指导下,通过软土盾构隧道衬砌管片拼装形式、管片材料等方面的创新改造,使软土盾构隧道的设计方法更加科学合理。     

大跨隧道衬砌结构耐久性寿命预测

隧道属于地下结构,所在的地质环境复杂,因而影响其耐久性寿命的因素很多,但可从钢筋混凝土的一般性进行考虑,结合龙头山隧道的特殊性进行寿命预测,首先认为隧道具有钢筋混凝土结构的耐久性损伤性,然后考虑隧道所处的地下环境对其耐久性寿命的影响,最后分析大跨断面对衬砌结构耐久性的影响,建立龙头山隧道衬砌结构寿命预测准则,利用隧道所处环境对隧道进行寿命预测。     

影响隧道衬砌结构耐久性的主要因素

我国隧道结构越来越多,文中对隧道结构耐久性的研究引起广泛关注。对隧道所处环境特点研究,找出耐久性的主要影响因素,提出提高耐久性的对策。     

影响隧道衬砌结构耐久生的主要因素

我国隧道结构越来越多,文中对隧道结构耐久性的研究引起广泛关注.对隧道所处环境特点研究,找出耐久性的主要影响因素,提出提高耐久性的对策.     

软土地区既有盾构公路隧道结构损伤成因和表征

随着大量软土地区盾构公路隧道投入运营,隧道结构的损伤问题逐渐显现。介绍了设计、施工、隧道管片生产等因素导致的隧道结构早期性能损伤。同时研究了运营期特殊荷载(加载、卸载、地震、火灾、爆炸、水灾等)导致的隧道结构突发损伤、长期行为引起隧道结构耐久性不足和隧道结构变形等产生的损伤。最后指出盾构隧道结构的病害损伤主要表征在混凝土衬砌、连接螺栓、衬砌接头和路面结构等方面。     

盾构隧道的结构病害及其成因探析和治理措施

随着大量盾构隧道投入运营,隧道结构的病害问题逐渐显现。本文从影响和引起隧道结构病害的原因出发,对盾构隧道服役寿命期内其结构病害的情况进行了总结,阐述了盾构隧道结构病害、劣化的主要类型及其内在和外在的表征形式。事实显示,引起盾构隧道结构病害的主要成因包括:运营期特殊荷载导致的隧道结构突发损伤、隧道结构耐久性不足和隧道结构变形等长期行为产生的损伤。盾构隧道结构的病害和损伤主要包括管片和路面结构混凝土开裂、破损剥落;钢筋锈蚀且与混凝土粘结力降低;管片连接螺栓锈蚀或长期受应力腐蚀作用产生扭曲变形甚至断裂;隧道衬砌环纵缝的错台变形、接缝张开等;另外还包括隧道管片、衬砌接头、螺栓孔等位置的渗漏。     

裂缝对隧道管片结构耐久性影响及其模糊评价

大量研究和实践证明,盾构隧道混凝土管片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.论文首先对隧道管片结构裂缝的成因及其对管片结构耐久性的影响进行了分析.由于管片内部裂缝观测难以实现,故重点研究了表面裂缝的影响.同时,鉴于表面裂缝对管片结构的耐久性影响具有模糊性的特点,分别建立了用于计算评价管片表面裂缝宽度、长度、方向和密度等因素对管片结构耐久性损伤的模糊隶属度函数.然后结合某次管片静力实验裂缝观测、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管片结构耐久性的影响程度进行了模糊综合评价.     

盾构隧道双层衬砌横向力学结构参数优化研究

随着水下盾构隧道建设及运营环境日益复杂,安全要求日益提高,盾构隧道双层衬砌有望在工程中得到较为广泛的应用。本文依托武汉轨道交通8号线越江隧道工程,采用双层衬砌盾构隧道三维壳—弹簧力学分析模型,研究了不同工况下二次衬砌强度及厚度对双层衬砌内力及变形的影响,并对二次衬砌是否应当配筋的问题进行了探讨。研究结果表明:二次衬砌强度变化对管片衬砌结构内力影响甚微,但二次衬砌弯矩量值略有提高,同时通过提高二次衬砌强度来抑制隧道竖向变形的效果不明显,考虑到工程造价问题,二次衬砌强度不宜过高,取C40为宜;二次衬砌厚度增加对管片横向内力影响甚微,但对其结构受力有不利影响,综合考虑隧道运营期火灾以及列车撞击等因素,二次衬砌厚度取30~40 cm为宜;在外荷载增大情况下,二次衬砌拉应力量值显著增加,超过混凝土规范容许拉应力值,因此,实际工程中建议对二次衬砌进行配筋设计。研究结论可为盾构隧道双层衬砌的设计及施工提供有益的借鉴。     

盾构隧道施工阶段管片局部开裂原因初探

钢筋混凝土管片作为盾构隧道最基本的结构单元，其破损和开裂必将造成隧道质量问题，并最终影响隧道的使用寿命。在施工过程中，发现部分管片螺栓孔附近出现开裂或破损，为分析出现裂缝或破损的原因，首先，通过3对标准块管片足尺正、负弯曲试验，发现并没有出现上述裂缝，从现象上证明该开裂不是由于管片问相对弯曲位移产生的；然后，通过三维有限元模拟，分别计算1对标准块管片在相对弯曲和相对扭转时的应力分布，通过分析应力云图和截面应力等值线发现，施工过程中出现的开裂和破损是由管片问相对扭转引起的。     

复合地层地铁盾构隧道下穿建筑物沉降规律

通过对复合地层地铁盾构隧道下穿多栋建筑物沉降的监测与分析,根据实际工程监测数据,分析了建筑物沉降的历时变化、地层条件、双线隧道、近接条件及建筑物基础形式等因素对建筑物沉降的影响,得到了建筑物沉降规律。     

盾构隧道施工过程建模影响因素分析

为研究盾构隧道施工过程建模影响因素及其影响程度,首先,综合隧道开挖过程中盾构机前体与岩土体影响因素耦合作用分析,构建盾构隧道开挖过程仿真模型,给出地表沉降和隧道垂向应力;然后,进一步模拟去除其中一种因素的隧道开挖过程,求出相应的地表沉降和隧道垂向应力;最后,基于傅里叶变换对各种情况下地表沉降量和应力应变状况进行比较分析,找出各因素对建模的影响程度。结果表明:一方面,建模过程中各种因素对地表沉降的影响大于对隧道垂向压力影响;另一方面,盾构机推进给开挖面土体压力、盾尾灌浆延迟管片拼装造成的暂时性土体支撑力不足、盾构机刀盘转动给开挖面土体扭力等因素对模型解算造成的影响最大。本研究对提高盾构隧道施工过程建模的准确性和实效性,指导盾构隧道施工具有重要指导作用。     

盾构隧道结构刚度不连续性对衬砌内力及变形影响分析

盾构隧道衬砌是由若干管片装配而成,管片接头的存在是盾构装配式衬砌的主要特征,管片间接头处的刚度的折减造成了隧道结构整体刚度的降低。笔者根据管片接头双直线型力学模型,提出一种可以真实反映接头转角和弯矩耦合轴力非线性关系的有限元分析方法。结合某采用盾构法施工的输水管道工程,对施工开挖和运行充水工况进行二维数值模拟,计算结果表明,该有限元方法能有效模拟管片接头的力学特点,盾构隧道管片间接头的存在降低了衬砌的刚度,使管片环变形增大。     

下穿黄河隧道盾构施工风险分析与评估

迎门滩—马滩隧道是黄土地区第一条下穿黄河的城市轨道交通隧道,也是兰州轨道交通1号线的重点及难点工程之一;该工程采用盾构法施工。该隧道工程地质条件极其复杂,周边环境极为特殊,在工程施工过程中存在极大的不确定性及安全风险。为降低隧道施工风险,确保工程施工安全,在相关资料统计分析及专家咨询的基础上,主要考虑了机械风险、人工操作风险、工程地质风险、施工环境风险、自然环境风险以及人文与社会环境风险,建立了下穿黄河隧道盾构施工的风险指标体系;在此基础上,采用层次分析法及多级模糊综合评价法,对迎门滩—马滩下穿黄河隧道盾构施工风险进行评价研究;评价结果与工程现场基本吻合。