公路隧道二次衬砌裂损病害机理研究

公路隧道二次衬砌裂损病害对隧道结构的稳定性有着很大影响,为研究公路隧道二次衬砌裂损病害发生的机理,首先划分了衬砌裂损病害的3种类型,并对每种裂损类型展开了力学行为分析.以断裂力学作为切入点,研究了在围岩荷载及结构自身作用下衬砌产生的裂缝的发展规律,通过获取应力强度因子K、J积分、以及裂纹面的最大张开位移δ求得裂纹尖端应力和应变值,在此基础上,通过最大周向应力理论分析了Ⅰ型＋Ⅱ型复合裂纹发生的临界条件.根据最大周向应力σθ所对应的应力强度因子值来对比临界强度因子值KIC,判断二次衬砌裂纹是否会发生扩展以及分析衬砌裂损病害发生的可能.获得了一系列有益的结论,能够对公路隧道二次衬砌裂损病害机理的理论研究和工程应用提供一定的参考和借鉴.     

公路隧道钢筋混凝土衬砌碳化耐久性区划

为了构建公路隧道衬砌碳化耐久性的定量设计方法,对比各碳化深度计算模型与实测数据,选定衬砌碳化的最优模型;根据实测数据分析隧道环境温湿度与洞外大气关系,基于全国气象监测站的温湿度数据,建立公路隧道运营环境温湿度区划;考虑公路隧道CO₂的释放源项并参照实测数据,构建隧道运营环境CO₂体积分数的计算方法;以碳化劣化速率梯度相等为原则,对我国隧道碳化环境进行分区,结合分区推荐我国公路隧道衬砌碳化耐久性定量设计的具体方法. 研究发现：隧道环境湿度与大气湿度相当,隧道环境温度变化趋势与大气环境一致,两者均值接近. 公路隧道内部CO₂体积分数与CO体积分数呈线性关系. 云南、贵州区修建的隧道工程衬砌受环境影响较大,西藏、青海、内蒙古、黑龙江、吉林等地区的待建隧道在进行衬砌耐久性设计时可以忽略碳化影响,其余全国大面积区域隧道衬砌的碳化耐久性设计可以对应《混凝土结构耐久性设计标准》中环境作用等级中的“轻度”进行设计.     

公路隧道二次衬砌顶部脱空的分析与处理

分析了公路隧道二次衬砌顶部脱空现象的危害、原因、受力与位移，并提出了处理措施。     

基于弹性地基梁法的隧道衬砌裂缝间距和宽度的计算

基于弹性地基梁建立了隧道衬砌的控制微分方程,根据圣维南原理推出裂缝间距相应中心角应满足的卓越方程,由此求出了隧道衬砌在荷载作用下产生的裂缝间距,进而确定相同裂缝间距和不同裂缝间距情况下的裂缝宽度。     

公路隧道衬砌裂缝成因分析及其治理

通过对某隧道衬砌裂缝的监测工作,总结了衬砌裂缝的基本特点,从地质因素、工程设计和施工工序等方面分析了衬砌裂缝产生的原因,并根据工程实际,采用适当的整治加固措施治理病害,取得了良好的效果.     

地质雷达在公路隧道衬砌质量检测中的应用

简要介绍地质雷达工作原理和在公路隧道衬砌质量检测中的应用范围和检测技术措施,并结合典型图例对地质雷达检测衬砌厚度、背后空洞、回填密实度、钢拱架和钢筋分布进行了详细分析和阐述。同时,对检测中存在的问题进行了分析,阐明地质雷达是隧道衬砌质量检测中的一种行之有效的方法。     

粉煤灰高性能混凝土在公路隧道二次衬砌中的应用

通过室内试验，结合青海公路湟源至倒淌河一级公路隧道二次衬砌的施工，采用三掺技术的粉煤灰高性能混凝土，克服了隧道常见的渗、漏水病害，取得了明显的经济效益和社会效益。     

粉煤灰高性能混凝土在公路隧道二次衬砌中的应用

通过室内试验,结合青海公路湟源至倒淌河一级公路隧道二次衬砌的施工,采用三掺技术的粉煤灰高性能混凝土,克服了隧道常见的渗、漏水病害,取得了明显的经济效益和社会效益。     

公路隧道衬砌裂损病害检测与治理对策

目的为治理公路隧道病害,针对病害检测结果提出了治理方案.方法采用地质雷达方法进行无损检测及弹塑性有限元方法对治理前、后衬砌结构受力状态进行分析.结果探明了该隧道衬砌厚度、衬砌混凝土强度、衬砌混凝土密实度、衬砌背后空洞分布和范围.对隧道结构衬砌裂损病害采取补强措施,即衬砌背后空洞的填充和衬砌本身的加强;对隧道漏水病害设置必要的防排水设施,从导排、防漏两方面入手,解决隧道漏水问题;数值分析表明治理后衬砌结构处于稳定状态.结论实际应用取得良好效果,治理方法可应用到相似病害隧道加固治理工程中.     

公路隧道混凝土衬砌强度的无损检测方法研究

本文引入回弹法和超声回弹综合法,对某公路隧道的混凝土衬砌进行了强度检测研究,同时应用钻芯法进行了验证与校核。研究结果表明,这两种无损检测方法与钻芯法的检测结果吻合较好,该结论有助于无损检测方法在公路隧道工程的质量检控中的推广应用。     

公路隧道衬砌有限元分析

衬砌内力的计算是公路隧道设计的关键问题,计算结果的准确性会影响结构的安全性与经济性.文中采用有限元分析软件MIDAS用有限元法计算衬砌的内力和变形.衬砌结构采用梁单元,围岩抗力采用面弹簧单元模拟,墙脚支座用点弹簧单元模拟,计算荷载为竖直方向和水平方向围岩压力.通过分析得到衬砌最大位移的大小和位置,衬砌结构的内力分布及数值大小.另外,根据分析结果得到抗力最大值为侧墙距墙脚1/3处,图形呈镰刀形分布,与经验确定的抗力分布图形式一致,分析结果和手算结果规律一致.     

公路隧道衬砌加固计算分析

介绍矿山法施工的石匣公路隧道病害情况及治理方案；采用荷载结构法对原设计、治理前和治理后衬砌结构的安全性进行了检算；基于软件平台2D-σ对治理前、后隧道围岩稳定性和衬砌结构受力状态进行了弹塑性有限元分析；计算结果表明隧道病害治理方案是可行的，可应用到相似病害隧道加固治理工程中。     

Nondestructive testing for crack of tunnel lining using GPR

Lining craze, as a common engineering damage, affects the bearing capacity and the safety of tunnels.To improve the capabilities of the surface crack detection in the tunnel lining, ground penetrating radar(GPR) was employed. The principle and method of GPR for cracks investigation of tunnel lining were expounded. As an application example, some field measurements in order to detect the depth of cracks for the tunnel lining were achieved in a new tunnel. All GPR investigations were made with the antennae of 1 GHz. The cracks of concrete structure were located, and the distributing and depth of cracks are inspected and estimated by GPR. The results of investigation show GPR is accurate and efficient to detect cracks of tunnel lining.     

Nondestructive testing for crack of tunnel lining using GPR

Lining craze, as a common engineering damage, affects the bearing capacity and the safety of tunnels. To improve the capabilities of the surface crack detection in the tunnel lining, ground penetrating radar (GPR) was employed. The principle and method of GPR for cracks investigation of tunnel lining were expounded. As an application example, some field measurements in order to detect the depth of cracks for the tunnel lining were achieved in a new tunnel. All GPR investigations were made with the antennae of 1 GHz. The cracks of concrete structure were located, and the distributing and depth of cracks are inspected and estimated by GPR. The results of investigation show GPR is accurate and efficient to detect cracks of tunnel lining. Foundation item: Projects(50204012; 50490274) supported by the National Natural Science Foundation of China; project supported by the Postdoctoral Science Foundation of China     

基于松阳隧道的衬砌检测研究

地质雷达作为一种重要的无损检测设备,因其操作简便、分辨率高、图像直观在隧道施工中广泛应用.介绍了地质雷达的工作原理、仪器的使用和数据处理的方法,通过松阳隧道衬砌的检测说明了地质雷达的使用方法,总结分析了其在衬砌检测中的有效性和适用性.     

基于ABAQUS的隧道二衬台车模板的数值模拟

针对贵州羊胆山隧道的二衬台车在浇筑混凝土过程中模板的内力和位移是否满足现行规范要求的问题,应用数值模拟软件ABAQUS进行了模拟计算,并到现场进行了实际测量,将实测侧压力值施加到模型上,得出内力及位移结果.计算及实测结果表明,模板弧度变化最大的位置受到的压力也最大;连接板与肋板、台车结构与连杆相连接处是结构最为薄弱的地方,故在各连接处应确保足够强度;连接处的肋板对限制模板变形起到了重要作用.     

基于深度学习的公路隧道衬砌病害识别方法

针对与日俱增的隧道养护需求,为了节约时间与人力成本,提出基于卷积神经网络的公路隧道衬砌病害检测方法. 利用自主研制的隧道智能快速检测车采集24条隧道衬砌的图像,构建超过20 000张病害图像的高质量数据集. 结合隧道衬砌病害的成因及特点,分别构建单阶段SSD模型和两阶段R-FCN模型在自制的数据集上训练,对检测结果进行对比分析,提出离线式隧道衬砌病害检测方案. 试验结果表明,SSD模型的识别准确率为98%,总的平均精度均值（mAP）为72%,检测速度较快,适用于隧道的快速诊断. R-FCN模型的识别准确率为85%,总的mAP达到91%,检测精度较高,适用于隧道病害的后期处理. 利用这2种检测模型均可以提升检测效率和精度.     

V级浅埋围岩隧道复合式衬砌钢拱架榀距分析

为了探究V级围岩浅埋段复合式衬砌钢拱架的合理榀距,保证工程的经济性与安全性,结合中原路西延上街辘把坡至巩义S237快速通道韩门隧道工程实例,选取有代表性的断面,采用理论计算和数值分析法,结合现场的变形监测数据分析结果,对该隧道V级围岩段的钢拱架榀距进行了安全性评估.结果表明,在该条件下钢拱架设计榀距的安全储备过于充足、设计偏保守,施工图设计的钢拱架支护参数可以再作适当的优化调整.