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地铁盾构隧道衬砌管片质量检测方法的研究

作　者: 吕青山
导　师: 李立新；陈涛
学　校: 沈阳建筑大学
专　业: 结构工程
关键词: 盾构隧道衬砌管片裂缝分析加载方案比较正弯矩分析
分类号: U455.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,随着社会、经济的发展和城市化进程的加快,使得城市人口的迅速增长,地面交通难以满足发展需求,大范围地开发地下空间、建造地下隧道成了缓解交通压力的重要手段,而盾构施工因其自动化控制强,劳动强度低,施工精度高,掘进速度快,经济条件高成为地下施工的主要方式。因而管片质量的好坏直接影响到盾构机的推进速度、隧道成型的质量以及隧道使用的耐久性。目前管片的边界约束和管片力学性能试验方法均是参照国外经验进行。然而这些方法只是作为管片生产允许证或验收允许证的参考条件,并未作为管片生产质量的常规控制手段,加上国内未就管片质量检验方法加以规范形成一个统一标准,无法保证地铁管片质量。因此,对于盾构衬砌管片质量的研究有着深远的意义。鉴于目前国内地铁衬砌管片的开裂情况很是严重,其检测加载方法有待探讨,其管片之间的固结程度对其承载力的影响等都是迫不及待需要解决的,通过对地铁盾构衬砌管片的开裂情况的分析来探讨怎样提高衬砌管片质量,为管片质量的研究做铺垫,根据不同方式加载下管片的受力情况探讨何种加载方法更优,为以后的衬砌管片检测提供依据,从端部固结程度对衬砌管片承载力的影响上分析其实际受力的更好方式。裂缝扩展最先出现在注浆孔和中心螺栓孔的周围处,加重管片比普通管片承压好,但达到极限荷载后,加重管片开裂破坏情况比普通管片更严重,衬砌管片开裂主要在管片环的上部,应该重点加强承受上部土压力的管片强度;三点加载更接近平均土压力的实际情况,三点加载法测出的数据比两点加载法测出的数据要偏大,三点加载下的衬砌管片挠度要比两点加载下的衬砌管片挠度要大,相同均压下挠度也比两点加载下的挠度要大;端部固结的越好,其挠度变化越小,承载能力也越大,固结不好时其卸荷后管片有很大的挠度不能回弹,说明其破坏也比平放时要大。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-18
  1.1 地铁盾构施工概述  10-13
    1.1.1 盾构施工法的特点及其适用范围  10-11
    1.1.2 盾构机简介  11-13
  1.2 国内外发展状况  13-16
    1.2.1 国外发展状况  13-14
    1.2.2 国内发展状况  14-16
  1.3 课题研究的目的和意义  16
  1.4 课题研究的主要内容  16-18
第二章地铁盾构隧道衬砌管片的制作  18-24
  2.1 生产管片的原材料  18
  2.2 管片生产及施工工艺流程  18-20
  2.3 管片生产技术措施  20-23
  2.4 管片的贮存与运输  23-24
第三章管片质量检测方法的理论研究  24-45
  3.1 三点试验方法  24-29
    3.1.1 试验装置  24-25
    3.1.2 试验加载简单布置图  25-26
    3.1.3 受力图  26
    3.1.4 理论分析  26-27
    3.1.5 加载方法  27-28
    3.1.6 钢筋应变计  28-29
    3.1.7 最不利截面分析  29
  3.2 二点试验加载方法  29-32
    3.2.1 实验仪器设备  29-30
    3.2.2 试验方法  30-32
  3.3 试验管片制作过程  32-37
    3.3.1 钢筋笼的制作  33
    3.3.2 钢筋应变片的连接  33-35
      3.3.2.1 钢筋应变片的粘贴  33-34
      3.3.2.2 环氧保护  34-35
    3.3.3 钢筋笼的安装及混凝土的浇注  35-37
    3.3.4 混凝土应变片的布置  37
  3.4 试验设备及仪器  37-43
    3.4.1 大型竖向自反力架  37-38
    3.4.2 千斤顶及MTS  38-39
    3.4.3 分配梁  39-40
    3.4.4 高精度静载伺服控制系统  40-41
    3.4.5 通道扩展连接器  41-42
    3.4.6 拉压力传感器  42
    3.4.7 位移传感器  42-43
    3.4.8 读数显微镜  43
  3.5 试验过程  43-45
    3.5.1 实验目的  43-44
    3.5.2 实验主要研究内容  44-45
第四章试验结果分析  45-64
  4.1 管片加载裂缝的分析  45-50
    4.1.1 试验概况  45-46
      4.1.1.1 试验方案  45
      4.1.1.2 测量仪器  45
      4.1.1.3 加载方法  45-46
    4.1.2 试验结果  46-49
      4.1.2.1 普通管片  46-48
      4.1.2.2 加重管片  48-49
    4.1.3 小结  49-50
  4.2 管片结构性能的试验研究  50-59
    4.2.1 二点加载试验方案  50-55
      4.2.1.1 实验仪器设备  50-52
      4.2.1.2 试验方法  52-55
    4.2.2 三点加载试验  55-58
      4.2.2.1 实验方案  55-56
      4.2.2.2 受力研究  56
      4.2.2.3 分析结果  56-58
    4.2.3 小结  58-59
  4.3 管片正弯矩加载的研究  59-64
    4.3.1 试验概况  59-61
      4.3.1.1 试验方案  59
      4.3.1.2 试验布置  59-60
      4.3.1.3 端部调整后的实验方案  60-61
    4.3.2 试验结果比较  61-63
      4.3.2.1 数据分析  61-62
      4.3.2.2 图形比较  62-63
    4.3.3 小结  63-64
第五章结论  64-65
参考文献  65-68
作者简介  68
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  68-69
致谢  69-70

地铁盾构隧道衬砌管片质量检测方法的研究

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