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黄土公路隧道结构性能劣化机理与评价处治技术PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：来弘鹏，谢永利，刘禹阳着
• 出 版 社：北京：科学出版社
• 出版年份：2018
• ISBN：9787030569028
• 页数：258 页

图书介绍：本书针对在役黄土公路隧道结构病害问题,以黄土结构性与水敏性为切入点，引入黄土结构性参数与黄土结构性本构关系，运用有限元二次开发、物理模型试验等手段，结合自主研制的”隧道衬砌结构力学性能测试平台”，研究了黄土围岩浸水恶化后隧道衬砌结构性能演化特征和劣化机理；然后引入隶属度和隶属函数，构建了安全等级隶属函数，改进了隧道健康等级评价中常用的分级评定方法，利用模糊综合评价法以及短板效应理论，建立了隧道健康评级体系；最后利用自主研制的”隧道衬砌裂缝诊治平台”，选出隧道衬砌结构裂缝修补的地聚合物胶凝材料的最佳配合比，模拟了隧道衬砌裂缝的张拉应力开裂状态和带水状开裂状态，论证了地聚合物胶凝材料作为衬砌裂缝修补材料的可行性。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：汽车构造下一篇：电动汽车技术 《黄土公路隧道结构性能劣化机理与评价处治技术》目录 标签：劣化 处治 机理 黄土 隧道

第1章 绪论1

1.1 目的及意义1

1.2 国内外研究现状3

1.2.1 黄土本构关系及其在衬砌结构研究中的应用3

1.2.2 隧道衬砌试验设备研发5

1.2.3 黄土隧道围岩恶化对衬砌结构的影响研究8

1.2.4 隧道衬砌结构裂缝研究9

1.2.5 健康评价体系研究11

1.2.6 隧道裂缝修补方法及材料研究12

1.2.7 地聚合物胶凝材料及性能研究15

1.3 本书主要内容18

第2章 结构性邓肯-张本构模型及其二次开发20

2.1 概述20

2.2 黄土的结构性参数及公式拟合20

2.2.1 三轴剪切条件下黄土结构性参数m？20

2.2.2 三轴剪切条件下黄土结构性参数m？的公式拟合22

2.2.3 三轴剪切条件下黄土结构性参数m？计算软件设计27

2.3 静荷作用下非饱和黄土的结构性邓肯-张本构模型29

2.3.1 结构性邓肯-张本构模型的推导30

2.3.2 黄土结构性邓肯-张本构模型的二次开发32

2.3.3 ANSYS中黄土结构性邓肯-张本构模型的验证40

2.4 小结42

第3章 围岩浸水恶化后黄土隧道衬砌受力数值计算43

3.1 概述43

3.2 黄土隧道围岩浸水及衬砌结构劣化的客观存在43

3.3 黄土裂缝浸水扩散范围45

3.4 建立有限元模型46

3.4.1 本构关系与单元选择47

3.4.2 边界条件和模型参数47

3.4.3 计算工况的确定48

3.5 二次衬砌表面接触压力结果分析50

3.5.1 两侧拱脚围岩浸水50

3.5.2 两侧拱腰围岩浸水52

3.5.3 一侧（右侧）拱脚围岩浸水55

3.5.4 一侧（右侧）拱腰围岩浸水56

3.5.5 一侧（右侧）拱脚围岩与另一侧（左侧）拱腰围岩浸水58

3.6 小结59

第4章 隧道衬砌结构力学性能测试平台的研发与试验设计61

4.1 概述61

4.2 隧道衬砌力学性能测试平台的设计61

4.2.1 驱动系统62

4.2.2 加载系统63

4.2.3 控制系统64

4.3 试验测试平台安全性验算66

4.4 测试平台的操作流程71

4.5 试验测试平台可靠性验证73

4.6 黄土围岩浸水恶化下隧道衬砌模型试验设计75

4.6.1 相似理论及量纲分析75

4.6.2 试验相似条件及相似常数78

4.6.3 衬砌相似材料试验80

4.7 模型衬砌制作84

4.8 试验测试内容及元件布设89

4.8.1 量测内容与目的89

4.8.2 测试元件布设89

4.9 加载工况90

4.9.1 开始加载至未浸水阶段加载90

4.9.2 不同浸水工况下加载91

4.9.3 浸水5m至模型失稳阶段加载94

4.10 小结95

第5章 黄土围岩浸水恶化下衬砌结构力学性能演化特征96

5.1 概述96

5.2 不同浸水工况下衬砌应变分布规律96

5.2.1 未浸水阶段97

5.2.2 不同浸水工况98

5.3 围岩浸水过程中衬砌内力变化及分布108

5.3.1 衬砌轴力变化及分布108

5.3.2 衬砌弯矩变化及分布118

5.3.3 内力变化及分布128

5.4 小结129

第6章 黄土围岩浸水恶化下衬砌结构性能劣化机理132

6.1 概述132

6.2 衬砌变形和裂缝发展规律132

6.2.1 两侧拱脚围岩浸水132

6.2.2 两侧拱腰围岩浸水135

6.2.3 一侧（右侧）拱脚围岩浸水138

6.2.4 一侧（右侧）拱腰围岩浸水141

6.2.5 一侧（右侧）拱脚围岩与另一侧（左侧）拱腰围岩浸水144

6.3 围岩浸水条件下衬砌裂缝分布特征147

6.3.1 横断面裂缝类型分布规律147

6.3.2 裂缝形态分布规律149

6.3.3 开裂部位分布规律150

6.3.4 纵向贯穿长度分布规律150

6.3.5 开裂深度分布规律152

6.3.6 贯通类型分布规律154

6.3.7 内外侧分布规律155

6.3.8 压板相对位置分布规律156

6.4 衬砌结构能量变化分析158

6.4.1 衬砌开裂对整体结构卸能范围分析158

6.4.2 衬砌开裂对局部结构卸能范围分析161

6.5 带裂缝衬砌可承担荷载比167

6.6 围岩浸水衬砌劣化后衬砌重点加固位置及加固目标169

6.6.1 裂缝分布特征判断围岩浸水类型169

6.6.2 围岩浸水恶化下衬砌劣化后衬砌重点加固位置及加固目标169

6.7 小结171

第7章 围岩浸水恶化下黄土公路隧道结构健康综合评价体系174

7.1 概述174

7.2 评价体系构建总体思路174

7.3 评价等级的确定175

7.4 安全隶属度函数构建176

7.4.1 现行分级评定标准缺陷176

7.4.2 安全等级隶属度176

7.4.3 建立安全等级隶属函数177

7.5 评价体系各构建要素分级178

7.5.1 裂缝（内因）分级178

7.5.2 围岩（外因）分级186

7.5.3 耦合程度分级186

7.5.4 耦合关系分级及调整标准188

7.6 综合评价体系评定原则及评价流程189

7.6.1 综合评价体系评定原则189

7.6.2 隧道评定区段评定单元划分191

7.6.3 各评定单元健康等级评定191

7.6.4 隧道衬砌结构整体健康等级评定192

7.6.5 评价流程192

7.7 衬砌结构健康综合评价体系可靠性验证193

7.7.1 检验工况选取193

7.7.2 检验工况评价过程演示及评定结果193

7.7.3 其余检验工况评定结果195

7.7.4 检验工况评定结果分析200

7.8 小结201

第8章 隧道结构裂缝修补材料的配合比及性能研究203

8.1 概述203

8.2 试验原材料203

8.3 地聚合物胶凝材料的配合比204

8.3.1 地聚合物胶凝材料的影响因素204

8.3.2 配合比对抗折强度的影响205

8.3.3 配合比对抗压强度的影响210

8.3.4 配合比对黏结强度的影响213

8.3.5 最佳配合比的确定216

8.4 地聚合物胶凝材料的性能试验217

8.4.1 地聚合物胶凝材料的抗压强度试验217

8.4.2 地聚合物胶凝材料的抗折强度试验219

8.4.3 地聚合物胶凝材料的凝结时间试验220

8.4.4 地聚合物胶凝材料的X射线衍射试验222

8.4.5 地聚合物胶凝材料的SEM试验223

8.5 小结224

第9章 试验平台研制与试验设计226

9.1 概述226

9.2 隧道衬砌裂缝诊治平台简介226

9.3 平台应力公式的推导230

9.3.1 力学公式230

9.3.2 力学计算231

9.4 试件的制作和修补材料的调配232

9.4.1 混凝土试件的制作232

9.4.2 修补材料的调配233

9.5 平台应用234

9.6 小结235

第10章 隧道衬砌裂缝修补模型试验及工艺流程237

10.1 概述237

10.2 无张拉应力状态下裂缝修补试验及结果分析237

10.3 张拉应力状态下裂缝修补试验及结果分析240

10.4 带水状态下裂缝修补试验及结果分析242

10.4.1 带水状态下裂缝修补试验242

10.4.2 地聚合物防水性能试验245

10.5 地聚合物胶凝材料修补工艺流程246

10.5.1 无渗漏水隧道裂缝的修补工艺247

10.5.2 渗漏水隧道裂缝的修补工艺248

10.6 小结248

参考文献250

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摘要：本文以“黄土公路隧道结构性能劣化机理与评价处治技术.pdf电子书版文档下载”为研究对象，从黄土公路隧道结构性能劣化的机理、评价方法、处治技术等方面进行了详细阐述，旨在为黄土公路隧道结构性能劣化问题的解决提供理论依据和技术支持。

1、机理分析

黄土公路隧道结构性能劣化机理主要包括地质条件、施工工艺、运营环境等因素。地质条件方面，黄土地区具有特殊的地质特性，如黄土的膨胀性、湿陷性等，容易导致隧道结构出现裂缝、变形等问题。施工工艺方面，隧道施工过程中可能存在施工质量不高、施工工艺不合理等问题，导致隧道结构性能下降。运营环境方面，隧道长期处于高速、重载的运营状态，容易导致结构疲劳、损伤等问题。

针对黄土公路隧道结构性能劣化的机理，本文从地质条件、施工工艺、运营环境三个方面进行了深入分析，为后续的评价和处治提供了依据。

此外，本文还研究了黄土公路隧道结构性能劣化的影响因素，如隧道结构形式、施工方法、地质条件等，为隧道结构性能劣化问题的解决提供了理论支持。

2、评价方法

黄土公路隧道结构性能劣化的评价方法主要包括现场检测、室内试验和数值模拟等。现场检测主要包括裂缝检测、沉降检测、渗漏检测等，可以直观地了解隧道结构的损伤情况。室内试验主要包括力学性能试验、耐久性试验等，可以评估隧道结构的力学性能和耐久性。数值模拟则可以模拟隧道结构的受力情况，预测结构性能劣化的趋势。

本文对黄土公路隧道结构性能劣化的评价方法进行了详细阐述，并提出了相应的评价标准，为隧道结构性能劣化问题的诊断提供了技术支持。

此外，本文还研究了评价方法在实际工程中的应用，如如何根据评价结果制定处治方案，如何对处治效果进行评估等。

3、处治技术

黄土公路隧道结构性能劣化的处治技术主要包括加固、修补、维护等。加固技术主要包括锚杆、喷射混凝土、钢筋网等，可以增强隧道结构的整体稳定性。修补技术主要包括裂缝修补、渗漏修补等，可以恢复隧道结构的完整性。维护技术主要包括日常巡查、定期检测等，可以及时发现和解决隧道结构性能劣化问题。

本文对黄土公路隧道结构性能劣化的处治技术进行了详细阐述，并提出了相应的技术方案，为隧道结构性能劣化问题的解决提供了技术支持。

此外，本文还研究了处治技术在实际工程中的应用，如如何根据处治方案进行施工，如何对处治效果进行评估等。

4、案例分析

本文以某黄土公路隧道为例，对黄土公路隧道结构性能劣化问题进行了案例分析。通过对隧道结构的现场检测、室内试验和数值模拟，分析了隧道结构性能劣化的原因和程度。在此基础上，提出了相应的处治方案，并对处治效果进行了评估。

案例分析表明，黄土公路隧道结构性能劣化问题是一个复杂的问题，需要综合考虑地质条件、施工工艺、运营环境等因素。同时，本文提出的处治方案在实际工程中取得了良好的效果，为黄土公路隧道结构性能劣化问题的解决提供了有益的借鉴。

此外，本文还分析了案例分析过程中遇到的问题和挑战，为今后类似工程提供了参考。

总结：

本文通过对黄土公路隧道结构性能劣化机理、评价方法、处治技术等方面的研究，为黄土公路隧道结构性能劣化问题的解决提供了理论依据和技术支持。研究结果表明，黄土公路隧道结构性能劣化问题是一个复杂的问题，需要综合考虑多种因素。在实际工程中，应根据具体情况制定合理的处治方案，并加强隧道结构的维护和保养。

本文的研究成果对于提高黄土公路隧道结构性能、保障隧道安全运营具有重要意义。

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