水利工程開題報(bào)告課件

1、拱腳病害下噴錨-加筋噴混凝土拱肋支護(hù)響應(yīng)及加固措施研究開題報(bào)告導(dǎo) 師：*教授匯報(bào)人：* 2016年2月27日主要內(nèi)容研究背景國內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究目的及意義研究內(nèi)容及思路研究背景 隧道工程作為地下工程的一部分，能有效縮短兩地路程、減少占地移民、方便出行，在國內(nèi)外得到廣泛的運(yùn)用。然而，目前國內(nèi)外隧道的運(yùn)營情況是不容樂觀的。 日本于1979年對(duì)3807座鐵路隧道進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，由于隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)病害而導(dǎo)致滲漏水的有2135座，占56，漏水長度達(dá)70，其中冬季造成凍害的隧道占30。截止1986年12月份，北海道使用中的公路隧道有302座，其中包括國道、城市道路及機(jī)動(dòng)車道，調(diào)查發(fā)現(xiàn)141座隧道出現(xiàn)了支護(hù)結(jié)構(gòu)病

2、害，占隧道總數(shù)46.7。 據(jù)1997年我國鐵路隧道技術(shù)狀態(tài)統(tǒng)計(jì)，全路有運(yùn)營隧道5000余座，共計(jì)2500 km，其中由于支護(hù)開裂、滲漏水等原因影響隧道運(yùn)營的達(dá)1502座，占隧道總數(shù)的30。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)病害研究現(xiàn)狀 日本是一個(gè)多隧道國家，在隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)裂損的產(chǎn)生和防治技術(shù)方面的研究處于世界的前列。日本道路協(xié)會(huì)組織了一系列關(guān)于隧道長期安全性評(píng)估以及加固維護(hù)對(duì)策的專題研究，整理編制了隧道變異對(duì)策設(shè)計(jì)手冊(cè)和隧道維修管理手冊(cè)等專著，提出隧道病害的典型形式及相應(yīng)的整治對(duì)策。 李云等人按照支護(hù)變形變位、支護(hù)開裂、支護(hù)水害、支護(hù)劣化與腐蝕，將隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)病害分為四類，且對(duì)各種病害進(jìn)行了詳細(xì)的描述

3、，對(duì)病害所產(chǎn)生的危害也做了分析。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)病害研究現(xiàn)狀 趙永國、王華牢等人，基于公路隧道病害情況的詳細(xì)調(diào)査研究成果，依據(jù)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)病害的性質(zhì)特點(diǎn)，將其歸納為四大類：支護(hù)裂縫、滲漏水、支護(hù)變形、支護(hù)表面病害，并對(duì)各種病害具體的表現(xiàn)形態(tài)及其特征進(jìn)行了闡述，總結(jié)了各種病害產(chǎn)生的原因和形成規(guī)律。 盧穎明，陳禮偉等人按照隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)病害的成因?qū)⑺淼乐ёo(hù)結(jié)構(gòu)病害分為五類：由外力引起的病害、由支護(hù)材料劣化引起的病害、由水引起的病害、由其他原因?qū)е碌牟『?。國?nèi)外研究現(xiàn)狀隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)病害研究現(xiàn)狀 郭衛(wèi)社認(rèn)為隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的病害一般可分為表面病害和非表面病害兩種。表面病害包括襯砌開裂、掉塊、嚴(yán)重錯(cuò)

4、臺(tái)、及滲漏水等；非表面病害一般包括襯砌厚度不夠，強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及襯砌背后空洞等。 梅濤認(rèn)為隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土病害是由物理或化學(xué)等原因引起的支護(hù)混凝土強(qiáng)度下降、開裂、腐蝕、疏松、表面脫落或掉塊等現(xiàn)象，其中支護(hù)混凝土病害是鐵路隧道主要病害之一。 王壽和分析了軟巖地質(zhì)隧道拱部裂損的性狀，提出支護(hù)產(chǎn)生裂損不應(yīng)只關(guān)注支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度不足，還要注意圍巖對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的作用。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)病害研究現(xiàn)狀 楊書江總結(jié)了隧道支護(hù)混凝土裂縫的類型，包括：干縮裂縫、溫度裂縫、外荷載作用產(chǎn)生的變形裂縫等。 桂生認(rèn)為支護(hù)混凝土裂縫主要有：由外荷載的直接應(yīng)力引起的裂縫；由變形變化引起的裂縫，即溫度效應(yīng)、混凝

5、土早期收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降等因素引起的裂縫。 昌偉按支護(hù)混凝土裂縫成因?qū)⒘芽p分為荷載裂縫、構(gòu)造裂縫、非荷載裂縫。 張連成從施工縫質(zhì)量、支護(hù)受力開裂、排水設(shè)施損壞、支護(hù)結(jié)構(gòu)沉降和其他施工因素等方面分析了隧道的滲漏水原因。 婉愉從圍巖裂隙水巖層情況和有害離子對(duì)支護(hù)混凝土的化學(xué)腐蝕兩方面分析了隧道的漏水原因。 張勝從混凝土自身的原因、施工因素分析滲漏水原因。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀噴錨-加筋噴混凝土拱肋支護(hù)技術(shù) 侯建華等從工程的開挖與支護(hù)施工技術(shù)和儀器監(jiān)測(cè)方面介紹了大朝山水電站地下廠房施工建設(shè)，特別是拱頂采用柔性支護(hù)“鋼筋拱肋與鋼纖維噴混凝土”為國內(nèi)首家采用取得了很好的效果，工程成本大幅下降 徐文仙等根據(jù)宜興

6、抽水蓄能電站的具體工程地質(zhì)條件，對(duì)該電站地下廠房地質(zhì)條件差的地區(qū)采用加筋噴混凝土拱肋形式進(jìn)行支護(hù)，確保了工程的質(zhì)量安全，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)修正支護(hù)措施和參數(shù)，工程效果好，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，為同類工程的支護(hù)提供了有益的參考 馮梅等依托錦屏一級(jí)水電站對(duì)噴射混凝土鋼筋拱肋支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，重點(diǎn)介紹了這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及施工過程以及其在錦屏一級(jí)水電站地下廠房洞室中的應(yīng)用，為設(shè)計(jì)及施工提供參考國內(nèi)外研究現(xiàn)狀噴錨-加筋噴混凝土拱肋支護(hù)技術(shù) 李賀、李金山等采用理論分析和數(shù)值模擬手段系統(tǒng)研究了不同Q值圍巖的加筋噴混凝土拱肋結(jié)構(gòu)型式，并以此為基礎(chǔ)，以挪威 Finnfast 海底隧道軟弱圍巖段為背景，采用FL

7、AC3D研究了不同支護(hù)下圍巖的工程響應(yīng)。研究結(jié)果表明加筋噴混凝土拱肋對(duì)軟弱圍巖具有良好的加固效果 黃圣平等以某交通隧道的軟弱圍巖段(Q =0.01)為研究背景，利用有限差分軟件FLAC3D對(duì)比分析了C15C45六種混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)該混凝土拱肋加固圍巖的變形量與塑性屈服區(qū)大小。得到C30C35為該圍巖相對(duì)“經(jīng)濟(jì)合理”的混凝土強(qiáng)度取值區(qū)間研究目的及意義現(xiàn)階段研究的不足 目前關(guān)于隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)病害的文章在支護(hù)開裂、支護(hù)破損等其他方面有考慮到拱腳破壞的情況，但卻沒有進(jìn)行系統(tǒng)研究。 國內(nèi)外學(xué)者對(duì)加筋噴混凝土拱肋的結(jié)構(gòu)型式、支護(hù)效應(yīng)進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，指明加筋噴混凝土拱肋是一種非常有效的地下支護(hù)結(jié)構(gòu)。但其病害情況下的工作應(yīng)能及對(duì)策研究甚少。研究內(nèi)容 本文以某地下交通隧道為依托，利用有限差分軟件FLAC3D對(duì)圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： （1）加筋噴混凝土拱肋拱腳病害類型及表征研究。 （2）隧道拱腳病害下圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)。利用有限差分軟件FLAC3D模擬隧道拱腳病害過程，計(jì)算拱腳病害下圍巖的變形、應(yīng)力、塑性區(qū)及支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力。 （3）噴錨-加筋噴混凝土拱肋聯(lián)合支護(hù)拱腳維修后圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)。利用有限差分軟件FLAC3D進(jìn)行模擬，計(jì)算支護(hù)不同維修方案下圍巖的變形、應(yīng)力、塑性區(qū)及支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力，同時(shí)針對(duì)不同方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。技術(shù)路線研究創(chuàng)新點(diǎn)及預(yù)