水利工程開題報告課件

1、拱腳病害下噴錨-加筋噴混凝土拱肋支護響應及加固措施研究開題報告導 師：*教授匯報人：* 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)外得到廣泛的運用。然而，目前國內(nèi)外隧道的運營情況是不容樂觀的。 日本于1979年對3807座鐵路隧道進行調(diào)查統(tǒng)計，由于隧道支護結(jié)構(gòu)病害而導致滲漏水的有2135座，占56，漏水長度達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、城市道路及機動車道，調(diào)查發(fā)現(xiàn)141座隧道出現(xiàn)了支護結(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狀態(tài)統(tǒng)計，全路有運營隧道5000余座，共計2500 km，其中由于支護開裂、滲漏水等原因影響隧道運營的達1502座，占隧道總數(shù)的30。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隧道支護結(jié)構(gòu)病害研究現(xiàn)狀 日本是一個多隧道國家，在隧道支護結(jié)構(gòu)裂損的產(chǎn)生和防治技術方面的研究處于世界的前列。日本道路協(xié)會組織了一系列關于隧道長期安全性評估以及加固維護對策的專題研究，整理編制了隧道變異對策設計手冊和隧道維修管理手冊等專著，提出隧道病害的典型形式及相應的整治對策。 李云等人按照支護變形變位、支護開裂、支護水害、支護劣化與腐蝕，將隧道支護結(jié)構(gòu)病害分為四類，且對各種病害進行了詳細的描述

3、，對病害所產(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調(diào)査研究成果，依據(jù)隧道支護結(jié)構(gòu)病害的性質(zhì)特點，將其歸納為四大類：支護裂縫、滲漏水、支護變形、支護表面病害，并對各種病害具體的表現(xiàn)形態(tài)及其特征進行了闡述，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結(jié)構(gòu)病害的成因?qū)⑺淼乐ёo結(jié)構(gòu)病害分為五類：由外力引起的病害、由支護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)狀隧道支護結(jié)構(gòu)病害研究現(xiàn)狀 郭衛(wèi)社認為隧道支護結(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、嚴重錯

4、臺、及滲漏水等；非表面病害一般包括襯砌厚度不夠，強度未達到設計標準及襯砌背后空洞等。 梅濤認為隧道支護結(jié)構(gòu)混凝土病害是由物理或化學等原因引起的支護混凝土強度下降、開裂、腐蝕、疏松、表面脫落或掉塊等現(xiàn)象，其中支護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，提出支護產(chǎn)生裂損不應只關注支護結(jié)構(gòu)本身的強度不足，還要注意圍巖對隧道結(jié)構(gòu)的作用。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隧道支護結(jié)構(gòu)病害研究現(xiàn)狀 楊書江總結(jié)了隧道支護混凝土裂縫的類型，包括：干縮裂縫、溫度裂縫、外荷載作用產(chǎn)生的變形裂縫等。 桂生認為支護混凝土裂縫主要有：由外荷載的直接應力引起的裂縫；由變形變化引起的裂縫，即溫度效應、混凝

5、土早期收縮、基礎不均勻沉降等因素引起的裂縫。 昌偉按支護混凝土裂縫成因?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、支護受力開裂、排水設施損壞、支護結(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支護混凝土的化學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技術 侯建華等從工程的開挖與支護施工技術和儀器監(jiān)測方面介紹了大朝山水電站地下廠房施工建設，特別是拱頂采用柔性支護“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行支護，確保了工程的質(zhì)量安全，進行實時監(jiān)測，及時修正支護措施和參數(shù)，工程效果好，取得了良好的社會經(jīng)濟效益，為同類工程的支護提供了有益的參考 馮梅等依托錦屏一級水電站對噴射混凝土鋼筋拱肋支護結(jié)構(gòu)進行介紹，重點介紹了這種結(jié)構(gòu)的設計及施工過程以及其在錦屏一級水電站地下廠房洞室中的應用，為設計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技術 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，以挪威 Finnfast 海底隧道軟弱圍巖段為背景，采用FL

7、AC3D研究了不同支護下圍巖的工程響應。研究結(jié)果表明加筋噴混凝土拱肋對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對比分析了C15C45六種混凝土強度等級時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“經(jīng)濟合理”的混凝土強度取值區(qū)間研究目的及意義現(xiàn)階段研究的不足 目前關于隧道支護結(jié)構(gòu)病害的文章在支護開裂、支護破損等其他方面有考慮到拱腳破壞的情況，但卻沒有進行系統(tǒng)研究。 國內(nèi)外學者對加筋噴混凝土拱肋的結(jié)構(gòu)型式、支護效應進行了較系統(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結(jié)構(gòu)。但其病害情況下的工作應能及對策研究甚少。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對圍巖及支護結(jié)構(gòu)的力學響應進行了研究。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結(jié)構(gòu)的力學響應。利用有限差分軟件FLAC3D模擬隧道拱腳病害過程，計算拱腳病害下圍巖的變形、應力、塑性區(qū)及支護結(jié)構(gòu)的受力。 （3）噴錨-加筋噴混凝土拱肋聯(lián)合支護拱腳維修后圍巖及支護結(jié)構(gòu)力學響應。利用有限差分軟件FLAC3D進行模擬，計算支護不同維修方案下圍巖的變形、應力、塑性區(qū)及支護結(jié)構(gòu)的受力，同時針對不同方案進行評價。技術路線研究創(chuàng)新點及預