水利工程开题报告-拱脚病害下喷锚-加筋喷混凝土拱肋支护响应及加固措施研究.ppt

拱脚病害下喷锚-加筋喷混凝土拱肋支护响应及加固措施研究 开题报告,导 师：*教授 汇报人：* 2016年2月27日,主要内容,研究背景 国内外研究现状 研究目的及意义 研究内容及思路,研究背景,隧道工程作为地下工程的一部分，能有效缩短两地路程、减少占地移民、方便出行，在国内外得到广泛的运用。然而，目前国内外隧道的运营情况是不容乐观的。 日本于1979年对3807座铁路隧道进行调查统计，由于隧道支护结构病害而导致渗漏水的有2135座，占56，漏水长度达70，其中冬季造成冻害的隧道占30。截止1986年12月份，北海道使用中的公路隧道有302座，其中包括国道、城市道路及机动车道，调查发现141座隧道出现了支护结构病害，占隧道总数46.7。 据1997年我国铁路隧道技术状态统计，全路有运营隧道5000余座，共计2500 km，其中由于支护开裂、渗漏水等原因影响隧道运营的达1502座，占隧道总数的30。,国内外研究现状,隧道支护结构病害研究现状 日本是一个多隧道国家，在隧道支护结构裂损的产生和防治技术方面的研究处于世界的前列。日本道路协会组织了一系列关于隧道长期安全性评估以及加固维护对策的专题研究，整理编制了隧道变异对策设计手册和隧道维修管理手册等专著，提出隧道病害的典型形式及相应的整治对策。 李云等人按照支护变形变位、支护开裂、支护水害、支护劣化与腐蚀，将隧道支护结构病害分为四类，且对各种病害进行了详细的描述，对病害所产生的危害也做了分析。,国内外研究现状,隧道支护结构病害研究现状 赵永国、王华牢等人，基于公路隧道病害情况的详细调査研究成果，依据隧道支护结构病害的性质特点，将其归纳为四大类：支护裂缝、渗漏水、支护变形、支护表面病害，并对各种病害具体的表现形态及其特征进行了阐述，总结了各种病害产生的原因和形成规律。 卢颖明，陈礼伟等人按照隧道支护结构病害的成因将隧道支护结构病害分为五类：由外力引起的病害、由支护材料劣化引起的病害、由水引起的病害、由其他原因导致的病害。,国内外研究现状,隧道支护结构病害研究现状 郭卫社认为隧道支护结构的病害一般可分为表面病害和非表面病害两种。表面病害包括衬砌开裂、掉块、严重错台、及渗漏水等；非表面病害一般包括衬砌厚度不够，强度未达到设计标准及衬砌背后空洞等。 梅涛认为隧道支护结构混凝土病害是由物理或化学等原因引起的支护混凝土强度下降、开裂、腐蚀、疏松、表面脱落或掉块等现象，其中支护混凝土病害是铁路隧道主要病害之一。 王寿和分析了软岩地质隧道拱部裂损的性状，提出支护产生裂损不应只关注支护结构本身的强度不足，还要注意围岩对隧道结构的作用。,国内外研究现状,隧道支护结构病害研究现状 杨书江总结了隧道支护混凝土裂缝的类型，包括：干缩裂缝、温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝等。 桂生认为支护混凝土裂缝主要有：由外荷载的直接应力引起的裂缝；由变形变化引起的裂缝，即温度效应、混凝土早期收缩、基础不均匀沉降等因素引起的裂缝。 昌伟按支护混凝土裂缝成因将裂缝分为荷载裂缝、构造裂缝、非荷载裂缝。 张连成从施工缝质量、支护受力开裂、排水设施损坏、支护结构沉降和其他施工因素等方面分析了隧道的渗漏水原因。 婉愉从围岩裂隙水岩层情况和有害离子对支护混凝土的化学腐蚀两方面分析了隧道的漏水原因。 张胜从混凝土自身的原因、施工因素分析渗漏水原因。,国内外研究现状,隧道支护结构病害研究现状 裴庆武认为形成渗漏水的原因有：一是水文地质条件不良，有水源；二是衬砌防治水害质量不良，有水路。前者是外因，自然存在，后者是内因，起主导作用。 李树刚分析了严寒地区铁路隧道渗漏水的整治。 宫孟飞对铁路隧道支护漏水、 腐蚀、 变形、 位移、 空洞等主要的病害类型进行了阐述，从设计、 施工、 运营、 维护等方面分析了病害产生的原因，并提出了具体的病害整治措施。 龙正聪等通过对隧道支护结构病害种类和成因进行分析，对隧道支护结构病害整治方法进行了探讨。,国内外研究现状,喷锚-加筋喷混凝土拱肋支护技术 Eystein Grimstad等通过计算结构的变形和弯矩，给出了15个推荐的拱肋厚度、间距和钢筋直径、根数、排数，并将其绘制在Q系统围岩分类支护材料设计表中，为非常软弱围岩中加筋喷混凝土拱肋结构的设计施工提供了指导。 王敬武等以大朝山水电站地下厂房作为背景，介绍了拱顶开挖施工的过程，对钢纤维喷射混凝土进行了现场实验研究。在该工程的某段采用了树脂锚杆及湿喷钢纤维加钢筋肋拱混凝土支护方案，观测表明该技术应用效果良好，安全可靠。 李正刚结合二滩水电站地下硐室支护工程，阐述了 Q 系统法的由来和 SRF 应力系数的变化，按公式和岩体纵波速度两种方法确定 Q 值。按照 Q 系统法选择出支护参数，包括喷混凝土厚度、锚杆长度和加筋拱肋的形式，并给出确定支护压力的方法，例举工程中运用情况。,国内外研究现状,喷锚-加筋喷混凝土拱肋支护技术 侯建华等从工程的开挖与支护施工技术和仪器监测方面介绍了大朝山水电站地下厂房施工建设，特别是拱顶采用柔性支护“钢筋拱肋与钢纤维喷混凝土”为国内首家采用取得了很好的效果，工程成本大幅下降 徐文仙等根据宜兴抽水蓄能电站的具体工程地质条件，对该电站地下厂房地质条件差的地区采用加筋喷混凝土拱肋形式进行支护，确保了工程的质量安全，进行实时监测，及时修正支护措施和参数，工程效果好，取得了良好的社会经济效益，为同类工程的支护提供了有益的参考 冯梅等依托锦屏一级水电站对喷射混凝土钢筋拱肋支护结构进行介绍，重点介绍了这种结构的设计及施工过程以及其在锦屏一级水电站地下厂房洞室中的应用，为设计及施工提供参考,国内外研究现状,喷锚-加筋喷混凝土拱肋支护技术 李贺、李金山等采用理论分析和数值模拟手段系统研究了不同Q值围岩的加筋喷混凝土拱肋结构型式，并以此为基础，以挪威 Finnfast 海底隧道软弱围岩段为背景，采用FLAC3D研究了不同支护下围岩的工程响应。研究结果表明加筋喷混凝土拱肋对软弱围岩具有良好的加固效果 黄圣平等以某交通隧道的软弱围岩段(Q =0.01)为研究背景，利用有限差分软件FLAC3D对比分析了C15C45六种混凝土强度等级时该混凝土拱肋加固围岩的变形量与塑性屈服区大小。得到C30C35为该围岩相对“经济合理”的混凝土强度取值区间,研究目的及意义,现阶段研究的不足 目前关于隧道支护结构病害的文章在支护开裂、支护破损等其他方面有考虑到拱脚破坏的情况，但却没有进行系统研究。 国内外学者对加筋喷混凝土拱肋的结构型式、支护效应进行了较系统的研究，指明加筋喷混凝土拱肋是一种非常有效的地下支护结构。但其病害情况下的工作应能及对策研究甚少。,研究目的及意义,研究目的及意义 通过对加筋喷混凝土拱肋拱脚病害进行研究，了解其拱脚病害下支护结构的工作性能，同时提出相应对策。使其更加紧密的与工程实际相结合，为隧道结构安全提供技术保障，对喷锚-加筋喷混凝土拱肋联合支护技术的推广运用起到积极作用。,论文写作提纲,标题：拱脚病害下喷锚-加筋喷混凝土拱肋支护响应及加固措施研究 第一章 绪论 1.1 研究背景及意义 1.2 国内外研究现状 1.3 主要研究内容及技术路线 第二章 加筋喷混凝土拱肋拱脚病害类型及表征研究 2.1 联合支护介绍 2.2 拱脚病害类型 2.3 拱脚病害表征 2.4 小结 第三章 拱脚病害下围岩及支护结构的力学响应 3.1 工程概况 3.2 计算模型及方案 3.3 围岩的力学响应 3.4 支护结构的力学响应 3.5 小结,论文写作提纲,第四章 维修策略及评价 4.1 维修措施与维修方案 4.2 不同方案下围岩力学响应 4.3 不同方案下支护结构力学响应 4.4 方案评价 4.5 小结 第五章 结论与展望 5.1 结论 5.2 展望,研究内容,本文以某地下交通隧道为依托，利用有限差分软件FLAC3D对围岩及支护结构的力学响应进行了研究。主要内容如下： （1）加筋喷混凝土拱肋拱脚病害类型及表征研究。 （2）隧道拱脚病害下围岩及支护结构的力学响应。利用有限差分软件FLAC3D模拟隧道拱脚病害过程，计算拱脚病害下围岩的变形、应力、塑性区及支护结构的受力。 （3）喷锚-加筋喷混凝土拱肋联合支护拱脚维修后围岩及支护结构力学响应。利用有限差分软件FLAC3D进行模拟，计算支护不