刘会迎[1]2007年在《公路隧道病害成因机理及防治措施研究》文中研究指明本文以公路及铁路隧道为研究对象，运用岩体力学、土力学、水力学、流体力学、化学等学科理论，以宏、微观相结合的方法分析了渗漏水、冻害、衬砌裂损及衬砌腐蚀4种常见隧道病害的表现形式、成因机理，结合最新的规范、规则和工程实际给出了隧道病害的防治设计、施工方法以及新技术、新材料和新工艺，为隧道防治提供了有利的参考价值。本文主要成果及创新点包括：第一、从工程上的设计、施工质量及选用材料等方面对渗漏水的成因机理进行了详细的分析，并提出相应的治理技术建议。第二、分析得出围岩冻融循环是造成隧道衬砌失稳破坏的主要因素，水分迁移增强了冻胀的破坏性。提出隧道冻害的防治技术，并在实际工程中得以应用。第叁、运用ADINA数值分析软件对渝黔高速公路真武山隧道衬砌温度场进行了数值模拟，为寒区隧道工程的设计提供一定的理论计算依据。第四、介绍了隧道裂损的观测方法、检测方式：从设计、施工等方面详细分析了隧道裂损产生的原因，并据此提出相应的防治技术，并在实际工程中得以应用，为隧道衬砌裂损防治提供了科学依据。第五、分析得出衬砌圬工的质量和水泥的品种、渗流到衬砌内部的环境水含侵蚀性介质的种类和浓度、环境的温度和湿度等自然条件为隧道衬砌腐蚀的影响因素。并据此提出相应的防治技术，弥补了隧道防治中的不足。
方梁正[2]2001年在《公路隧道渗漏与冻害防治研究》文中进行了进一步梳理目前，我国公路隧道普遍存在渗漏现象，寒区隧道还会由渗漏进一步引发冻害，它们严重影响了公路隧道的正常运营。针对这一现状，本文对公路隧道的渗漏与冻害问题进行了研究。 首先，从隧道防水层失效、接缝防水失效以及衬砌混凝土结构自防水失效叁个方面分析了公路隧道渗漏的原因，并提出了隧道渗漏的若干预防措施。其次，为治理目前存在渗漏的隧道，本文将隧道渗漏分为点渗漏、缝渗漏和面渗漏叁种类型，分别提出了一套合理可行、施工简便的治理措施。再次，为了充分认识寒区隧道的冻害问题，本文利用国外有关试验研究成果对寒区隧道衬砌冻胀变形破坏机理进行了分析，接着将衬砌混凝土的冻胀破坏分为微观冻胀、细观冻胀和宏观冻胀叁种类型分别进行了简要的分析，并提出了隧道冻害的若干预防措施。最后，根据热传导原理，利用有限元法对寒区隧道二维非稳态温度场进行了数值模拟，得出了围岩的最大冻深和围岩温度与时间的关系曲线，为寒区隧道防冻设计提供依据。
潘红桂[3]2014年在《高寒地区运营铁路隧道渗漏水及冻害整治技术研究》文中认为在我国内蒙、新疆、东北等高纬度寒冷地区,运营铁路隧道病害尤其是渗漏水与冻害问题,一直是工程建设者与铁路工务部门重点关注的对象。隧道常在春融期出现涌漏,渗漏水在冬季会引发各种冻害,如洞顶吊冰棱、边墙挂冰溜、道床结冰等。渗漏水与冰冻相互影响,互为因果,严重影响着混凝土结构的使用寿命及行车安全。本文在查阅了国内外隧道病害整治资料的基础之上,结合内蒙地区集包铁路八苏木隧道病害整治的实际情况,对高寒地区隧道渗漏水及冻害整治技术展开研究。研究内容及成果包括：·在查阅大量隧道病害整治案例及成因分析基础上,将八苏木隧道病害划分为衬砌结构性病害、渗漏水病害、冻害叁大类,并对各类病害情况进行统计,结合统计资料分析各类病害产生原因。·采用叁维CFD软件对八苏木隧道温度场进行数值模拟,分析通风与否以及保温层铺设与否四种工况下隧道温度场分布规律,得到已运营铁路隧道冬季需防寒长度为800m左右,设置保温层可避免围岩中形成冻融圈,有效防止冻害。·采用ANSYS软件对隧道保温层铺设与否两种工况下围岩与衬砌机构的位移场与应力场进行模拟,分析隧道在铺设保温层后位移与应力的变化,得到铺设保温层可有效减小围岩及衬砌结构应力、位移的结论,同时指出对于衬砌面完整无破坏的区段,单一冻胀条件并不足以使其开裂。·对当今国内外常规隧道病害整治措施进行总结,介绍国内前沿的“地热源泵供热系统”与“电伴热系统”的试验与应用情况,分析其在隧道病害整治中的发展前景、适用性及优缺点。·介绍电伴热系统在八苏木隧道冻害整治中的应用,该方法在国内尚处于探索实验阶段,总结该方法的优缺点及使用效果,分析该方法的推广使用价值与市场应用前景,供广大隧道工程界人士参考。
陈金玉[4]2007年在《寒区隧道保温防冻技术研究》文中认为随着我国高速公路的快速发展,特别是西部大开发和振兴东北老工业基地政策的进一步落实,在西部高海拔与东北部寒冷地区也将出现更多的公路隧道,这些隧道由于受寒冷气候的影响,极易产生隧道冻害现象。隧道衬砌开裂、剥落、挂冰和路面冒水、结冰等病害,严重消弱了隧道的使用功能和寿命。为了整治这些隧道冻害,管理者曾投入了大量的人力、物力、财力,然而效果却不尽人意。针对这一现状,本文以吉林省新交洞隧道为依托工程,对寒区公路隧道的保温防冻问题进行了研究。论文在对国内外寒区隧道应用的抗防冻措施的调研分析的基础上,通过对隧道温度场的测试和冻害机理特征的多角度分析,揭示了隧道围岩的温度场随时间的各种变化规律及隧道冻害产生的直接或间接的原因、条件,并针对这些原因、条件阐述了对应的各种防治措施。而后针对寒区隧道的这些特点,提出以防排水为主的综合保温防冻措施。其中,采取的在衬砌下隅角背后设置保温层与在衬砌紧靠防水层一侧设置环向电加热带的措施,在国内尚属首次,为我国寒区隧道保温防冻技术开辟了新途径,具有重大的工程实际意义和广阔的应用前景。本文还通过对新交洞隧道洞内外环境的气温、二次衬砌背后及不同深度的围岩体的温度进行监测和分析,得到了隧道内不同部位的温度场分布规律,为防冻保温层的设计提供了依据;针对温度场分布的情况,根据热传导的原理,通过计算分析确定保温层的厚度公式,并且通过实例对公式进行了验证,又根据新交洞的实际情况,对其采用的保温层进行了厚度计算;最后将加热措施这一实际问题简化为热学模型,根据虚拟热源法,计算出有电加热带影响下的围岩温度场分布。
唐亮[5]2008年在《隧道病害调查分析及衬砌结构的风险分析与控制研究》文中提出隧道衬砌结构的风险分析和可靠性研究是十分重要而又迫切需要解决的问题,其目的就是要解决隧道衬砌结构系统的风险评估和可靠性预测问题,本课题的研究具有较大的经济效益和社会效益,不但对提高我国隧道的设计水平和工程建设有重要的意义,而且有重要的学术价值。本文进行的工作和取得的成果如下:1.将我国常见的隧道病害分为水害、衬砌结构病害、衬砌腐蚀、有害气体危害、冻害、道床病害、地震灾害、火灾等几类,并且详细分析了各类病害的成因。然后在此基础上分析了影响隧道衬砌结构耐久性的主要因素及其影响规律。2.分析了隧道衬砌结构的主要破坏类型以及影响衬砌结构的风险因素,提出了衬砌结构风险的评价与接受准则。在故障树理论的基础上,建立了运营期隧道衬砌结构的故障树风险分析模型,并且根据各基本事件的逻辑关系进行了故障树的计算,根据基本事件的不同特点和概率计算方法将其分为四类分别加以考虑,从而可以通过基本事件的概率来计算顶事件的概率。同时文中讨论了风险因素重要度的评估方法。3.为了量化评估衬砌结构的风险,对于条件事件,提出了基于可靠度理论的衬砌结构失效概率计算理论方法,给出了利用ANSYS有限元软件中PDS技术对其发生概率进行量化数值计算的流程。并且结合具体的隧道工程,采用蒙特卡罗-有限元法进行了衬砌结构失效概率的分析,根据分析结果对衬砌结构的可靠性做出了分析。4.根据盾构法隧道衬砌结构的组成和受力特点,分析了其破坏的基本类型和主要风险因素,并且采用故障树理论,在已有研究的基础上完善了衬砌结构建设期风险估计的系统模型,建立了衬砌结构系统运营期风险估计的模型。结合某跨江隧道的具体工程实际,对隧道衬砌结构建设期和运营期的风险进行了评估。同时通过风险因素重要度的分析,研究了各风险因素对衬砌结构系统的影响程度的大小。5.根据衬砌结构建设期和运营期的风险因素的重要度分析,主要从隧道衬砌老化的预防和整治、衬砌裂损的预防和整治、隧道震害的预防和整治、隧道水害的预防和整治四个方面研究了隧道衬砌结构的风险控制措施。并且结合金丽温高速公路隧道介绍了复合式衬砌防、排水系统。同时指出,选择防护方法时,应根据工程特点、防护要求、和社会经济条件进行对比选择。本论文得到高等学校博士学科点专项科研基金项目“现代混凝土结构早期开裂敏感性与微裂缝演化规律对服役性能影响研究”(批准号:20070335087)和国家高科技研究发展计划(863计划)“综合环境下大型土木工程基础设施耐久性试验技术”(项目编号:2006AA042415)的资助。
叶秀玺[6]2010年在《寒区隧道冻害防治技术研究》文中指出随着我国高速公路的迅猛发展,尤其是西部大开发战略和振兴东北老工业基地政策的进一步落实,在东北部严寒地区与西部高海拔地区将出现更多的公路隧道,这些隧道由于受到寒冷气候的影响,非常容易产生隧道冻害现象。比如隧道衬砌开裂、剥落、挂冰和路面冒水、结冰等病害,将严重影响了隧道的使用功能和寿命。为了治理这些隧道发生的各种冻害问题,管理者曾投入了大量的物力、人力、财力,然而效果却不尽理想。针对这一现状,本文以吉林省新交洞隧道为依托工程,对寒区公路隧道的保温防冻问题进行了研究。论文在对国内外寒区隧道应用的抗冻防冻措施的调研、分析的基础上,通过对隧道温度场的测试和冻害产生机理的多角度分析,揭示了隧道冻害现象产生的直接或间接的原因、条件,并针对其原因、条件论述了对应的防治措施。然后针对寒区隧道的这些特点,提出以防排水为主的综合保温防冻措施。其中,在吉林省新交洞隧道中已应用的止水带无接头安装、波形纵向排水管等防排水新措施,经检验有良好效果,对新建寒区隧道有一定的借鉴作用。论文还针对新交洞隧道温度场分布的情况,根据热传导的原理,通过计算、分析确定了保温层的厚度计算公式,并且对公式进行了实例验证；又以新交洞隧道为例,利用ANSYS有限元计算软件对隧道围岩温度场的分布规律进行研究,从而在保温措施上首次采用了仅对重点部位—环向施工缝及隧道两侧下隅角进行保温的方案,具有重要的工程实际意义。
宋天宇[7]2014年在《岩质隧道冻胀力计算及冻害等级划分研究》文中认为随着我国改革开放步伐的加快,中国交通基础建设工程全面展开,而公路、铁路隧道更是在东北、华北、西北、西南等高海拔地区新建消息频出。这一方面标志全国交通系统更加全面有效,而另一方面却带了人们对隧道冻害问题的深思。本文通过查阅国内外相关文献,对隧道冻胀力计算方法、隧道冻害机理、隧道冻害等级划分及隧道冻胀防治措施四个方面研究现状进行了总结归纳,在此基础之上重点对岩质隧道冻胀力计算模型以及冻害等级划分方法深入分析,主要工作内容如下：(1)综述积水冻胀理论,修正已有积水冻胀模型不足之处：该模型建立时忽略了围岩本身低温膨胀作用；计算过程未考虑积水结冰弹性体变形影响；未提及参数取值问题,工程使用困难。基于弹性力学理论,建立新的局部积水冻胀模型,并推导出冻胀力计算表达式。然后提出各参数取值方法,包括：冻胀围岩沿隧道径向深度、局部积水沿隧道径向深度、围岩弹性抗力系数、衬砌和冰的弹性当量系数以及围岩冻胀率。引入工程算例,计算衬砌背后无积水时所受冻胀力大小并与冻融岩石圈整体冻胀理论冻胀力弹性表达式计算结果对比,验证新建积水冻胀模型合理性。(2)采用有限元数值分析方法,分析新建局部积水冻胀模型的合理性,并讨论冻胀力与相关参数的关系。利用ANSYS有限元软件模拟隧道工程算例得出衬砌背后出现局部积水时所受冻胀力大小与局部积水冻胀模型分析结果比较,证明新建局部积水冻胀模型的合理性。然后通过参数调整分析冻胀力与围岩冻胀率、衬砌刚度以及水体纵向深度之间的关系。(3)提出新建隧道冻害等级划分标准以及各指标评价方法。在量化分析地下水、温度、围岩属性叁指标前提下,采用加权平均综合评价方法提出新建隧道冻害等级划分标准；对隧道防冻害施工预防措施进行总结：保温加热措施、防排水措施、混凝土低温施工,并以施工预防措施有效性对新建隧道冻害等级划分标准进行修正。(4)基于新建局部积水冻胀模型,建立既有隧道冻害等级划分标准并明确各指标评价方法。提出以混凝土长期强度增长值为指标来区分新建和既有隧道的方法；以混凝土衬砌最小、最大配筋率作为冻胀力等级弱中强的划分标准,计算冻胀力界限值；之后量化洞内结冰影响正常使用情况和衬砌结构劣化程度,采用综合定性评价原则：量化指标、单指标评价、最值优先、定性评价,建立既有隧道冻害等级划分标准。(5)依据大苇沟隧道工程,应用新建局部积水冻胀模型计算该隧道衬砌所受冻胀力；根据新建隧道和既有隧道判别标准,分析该隧道所属类型,并采取对应类型隧道冻害等级划分标准进行评价。
陈建勋[8]2004年在《隧道冻害防治技术的研究》文中研究表明我国已建的寒冷地区隧道很多都发生衬砌开裂、剥落、挂冰和路面(线路)冒水、结冰等病害，大大弱化了隧道的使用功能，严重威胁着行车安全，养护治理都十分困难。随着我国交通事业的快速发展，特别是西部大开发和振兴东北经济政策的进一步落实，在西部的高海拔和北部的高纬度寒冷地区将陆续有大量的隧道建成，与以往寒冷地区的隧道相比，这些隧道的规模会更大、技术要求更高，而气候条件却更加恶劣。如何在这些隧道的修建中采取有效措施，以避免冻害现象的发生，是目前隧道工程界急需解决的问题。为此，本文结合梯子岭隧道冻害实际情况，开展了隧道冻害防治技术研究，主要研究工作包括：(1)分析了梯子岭隧道冻害产生的原因，在对国内外已有文献资料进行分析和对国内多个典型隧道防冻害工程进行考察调研的基础上，提出了在原衬砌外周设置防水层及防冻隔温层，尔后再修筑套衬的技术方案，该方案的难点是防冻隔温层的设计与施工，包括选材、厚度确定和施工工艺等问题；(2)对隧道温度场进行了测试，获得其分布与变化基本规律，为防冻隔温层的设计提供了依据；(3)依据绝热原理，采用等效厚度换算法设计计算防冻隔温层厚度；(4)结合梯子岭隧道施工，解决了防冻隔温层的施工工艺，确保了工程质量；(5)对防冻隔温层的效果进行了长达两个冬季的现场观察与测试，结果表明，其效果显着。 梯子岭隧道冻害治理工程交付交通运营两年以来，在隧道衬砌表面未发现渗漏和结冰现象，达到了研究目标，表明采用防冻隔温层防治隧道冻害的措施是可行的，这一首次应用于国内的防冻害措施为我国寒冷地区隧道防冻害技术开辟了一条新途径，具有较大的工程应用前景。
赖庞中[9]2013年在《公路隧道渗漏与冻害防治》文中指出现代公路工程在其隧道部分往往会遇到如常冻地区渗漏水与冻害的问题,这类问题主要出现于隧道的主体结构特别是在明洞或洞口段。由于在常冻地区的公路隧道工程会受到如地质形态、地下水以及气候环境等多方面因素的影响,如隧道内路面易结冰、二次衬砌冻裂破损和拱顶渗水漏水问题等等,可以看出渗漏水与冻害问题会为隧道在运营使用期间的交通安全及使用寿命埋下了隐患。有鉴于此,本文将就公路隧道渗漏与冻害问题着以分析,并重点阐述其防治策略,以作参考。
罗彦斌[10]2010年在《寒区隧道冻害等级划分及防治技术研究》文中提出寒区隧道冻害一直是工程界亟需解决的问题。本文在查阅国内外相关文献资料的基础上,根据典型隧道的现场实测数据,对不同类型的寒区隧道温度场分布规律进行了分析,采用室内试验的方法对寒区隧道喷射混凝土的冻融损伤劣化和冻融力学特性进行了研究,使用综合评判法对新建隧道抗冻设防等级进行了划分,引进T-S模糊故障树和事件树理论对既有隧道冻害程度等级进行了划分。针对新建隧道抗冻设防等级和既有隧道冻害程度等级,制定了相应的冻害预防措施和整治措施,并在具体工程中得到了成功应用。主要研究工作和成果如下：(1)对全多年冻土隧道、局部多年冻土隧道和非多年冻土隧道中典型隧道的实测数据进行了分析,归纳总结了不同类型隧道的温度场分布规律。(2)采用室内试验的方法,根据喷射混凝土冻融循环试验结果,对喷射混凝土的抗冻耐久性进行研究。结果表明,冻融条件下喷射混凝土的相对耐久性指数很低,抗冻耐久性比普通混凝土更差。(3)采用综合评判的方法,以最冷月平均气温、冻结深度、地下水的赋存与补给、地下水渗入隧道情况为评价指标,将新建隧道的抗冻设防等级划分为了5级。同时,引进空间插值理论中的Kriging法对隧道所处地区的气温进行了计算,便于寒区隧道抗冻设防等级的划分。(4)根据T-S模糊故障树和事件树理论,建立了隧道冻害树和隧道冻害事件树。利用事件树分析法对结果事件等级划分的规范作用,将既有隧道冻害程度划分为了5级。(5)针对新建隧道的抗冻设防等级和既有隧道的冻害程度等级,制定相应的冻害预防措施和冻害整治措施,并结合具体工程进行了应用。工程应用结果表明,隧道冻害等级划分方法可行,隧道冻害防治措施得当。
参考文献：
[1]. 公路隧道病害成因机理及防治措施研究[D]. 刘会迎. 西南交通大学. 2007
[2]. 公路隧道渗漏与冻害防治研究[D]. 方梁正. 长安大学. 2001
[3]. 高寒地区运营铁路隧道渗漏水及冻害整治技术研究[D]. 潘红桂. 西南交通大学. 2014
[4]. 寒区隧道保温防冻技术研究[D]. 陈金玉. 长安大学. 2007
[5]. 隧道病害调查分析及衬砌结构的风险分析与控制研究[D]. 唐亮. 浙江大学. 2008
[6]. 寒区隧道冻害防治技术研究[D]. 叶秀玺. 长安大学. 2010
[7]. 岩质隧道冻胀力计算及冻害等级划分研究[D]. 宋天宇. 东北大学. 2014
[8]. 隧道冻害防治技术的研究[D]. 陈建勋. 长安大学. 2004
[9]. 公路隧道渗漏与冻害防治[J]. 赖庞中. 才智. 2013
[10]. 寒区隧道冻害等级划分及防治技术研究[D]. 罗彦斌. 北京交通大学. 2010