【碩士】限排抗水壓隧道注漿帷幕耐久性研究【2009】

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　　學(xué)科專業(yè)：地質(zhì)工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2009年　　抗水壓隧道往往位于高水壓地區(qū)，地下水水壓有時(shí)會(huì)高達(dá)數(shù)個(gè)兆帕到十幾個(gè)兆帕，嚴(yán)重威脅隧道設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)。對(duì)于抗水壓隧道，常采用對(duì)圍巖進(jìn)行預(yù)注漿，依靠漿液和圍巖聯(lián)合作用形成注漿帷幕來(lái)抵抗大部分水壓力，由于影響注漿帷幕的因素較多，注漿帷幕在使用年限內(nèi)的防水效果將直接影響隧道結(jié)構(gòu)的安全，因此有必要對(duì)注漿帷幕耐久性進(jìn)行研究?！　∧壳皩?duì)于隧道工程耐久性問(wèn)題，主要集中在隧道結(jié)構(gòu)以及混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究方面，而對(duì)注漿帷幕耐久性的研究較少。本文以雅礱江錦屏二級(jí)水電站引水洞及交通輔助洞為工程背景，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、分析耐久性影響因素、研制試驗(yàn)裝置、設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案、采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具等手段建立注漿帷幕耐久性評(píng)價(jià)模型，主要工作如下：　　(1)注漿帷幕耐久性影響因素全分析　　基于隧道結(jié)構(gòu)耐久性、混凝土耐久性和大壩帷幕耐久性的研究現(xiàn)狀與成果，通過(guò)工程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，確定了限排抗水壓隧道注漿帷幕耐久性的影響因素：斷裂構(gòu)造、巖體工程地質(zhì)特性、注漿材料及注漿工藝、地下水，并以此建立了注漿帷幕耐久性主要影響因素體系?！　?2)注漿帷幕耐久性試驗(yàn)裝置研制　　研制了一套同時(shí)考慮軸壓、圍壓、滲透水壓、水化學(xué)、溫度共同作用下，注漿帷幕耐久性的試驗(yàn)裝置，裝置由試樣容器、加載系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、量測(cè)系統(tǒng)以及附屬系統(tǒng)組成：試樣容器為對(duì)試件進(jìn)行耐久性試驗(yàn)的壓力容器；加載系統(tǒng)可對(duì)試驗(yàn)施加軸壓、圍壓與滲透水壓；溫控系統(tǒng)可對(duì)壓力容器溫度進(jìn)行控制；量測(cè)系統(tǒng)包括流量計(jì)、壓力傳感器、壓力控制器、溫度傳感器、溫度控制器；附屬系統(tǒng)包括氣源、必要的閥門管道等；該裝置是本文的創(chuàng)新點(diǎn)之一，目前還未見(jiàn)有實(shí)現(xiàn)類似功能的試驗(yàn)裝置。　　(3)注漿帷幕耐久性試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)　　試驗(yàn)?zāi)康闹饕ㄟ^(guò)控制試驗(yàn)條件，獲取各影響因素對(duì)注漿帷幕耐久性的影響，為后續(xù)建立耐久性評(píng)價(jià)模型提供原始數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)了針對(duì)三類試樣的試驗(yàn)：現(xiàn)場(chǎng)試樣、注漿體試樣、注漿膠合試樣；基于正交分析方法，分別改變滲透水壓、離子濃度、溫度條件及流量，研究不同因素對(duì)上述三類試樣滲透性能的影響，據(jù)此反映各因素對(duì)注漿帷幕耐久性的影響。該試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是本文的又　　一創(chuàng)新，能夠考慮實(shí)際工程中的各因素對(duì)注漿帷幕耐久性的影響?！　?4)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的注漿帷幕耐久性評(píng)價(jià)模型的建立　　通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)工具對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，建立關(guān)于注漿帷幕耐久性的評(píng)判和預(yù)測(cè)模型。模型輸入層分別為：進(jìn)口水壓力P1、離子濃度(S04易、C032-或Ca2+)、溫度T以及流量Q，輸出層為滲透系數(shù)K，傳遞系數(shù)采用對(duì)數(shù)S型函數(shù)，經(jīng)過(guò)反復(fù)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)，可建立限排抗水壓隧道注漿帷幕耐久性的評(píng)價(jià)模型，以期為類似工程服務(wù)。　　

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