【碩士】地鐵隧道襯砌結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷與災(zāi)后評估方法研究【2007】

內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)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)　　學(xué)位年度： 2007年　　地鐵系統(tǒng)的完善和密集程度有效的解決了大城市的大容量交通問題，然而由于地鐵交通客流量大，一旦發(fā)生火災(zāi)，就會造成了巨大的社會影響和經(jīng)濟(jì)損失。地鐵盾構(gòu)隧道發(fā)生火災(zāi)時，高溫會使襯砌結(jié)構(gòu)發(fā)生熱膨脹，同時使襯砌結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度和模量顯著降低，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形增大，承載力下降?；馂?zāi)后，如何快速準(zhǔn)確的評估火災(zāi)高溫對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的損傷，對制定隧道結(jié)構(gòu)修復(fù)加固方案、恢復(fù)隧道使用功能、保證隧道結(jié)構(gòu)的安全等方面有著實(shí)際的意義。　　本文研究了火災(zāi)對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的高溫?fù)p傷和火災(zāi)后襯砌結(jié)構(gòu)的檢測評估方法。具體研究內(nèi)容包括：火災(zāi)高溫后盾構(gòu)隧道襯砌混凝土、襯砌管片物理力學(xué)性能的劣化規(guī)律；襯砌結(jié)構(gòu)的截面溫度場的計(jì)算理論和簡化計(jì)算方法；襯砌結(jié)構(gòu)截面的高溫承載力計(jì)算理論和復(fù)核方法；地鐵隧道火災(zāi)后檢測評估方法、判據(jù)和評估程序。　　本文通過試件試驗(yàn)研究給出盾構(gòu)隧道襯砌C50混凝士的殘余抗壓強(qiáng)度、峰值應(yīng)變、變形模量與最高經(jīng)歷溫度的劣化關(guān)系以及無量綱應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。通過地鐵盾構(gòu)隧道襯砌的1／3縮尺模型管片的火災(zāi)高溫試驗(yàn)，分析了高溫時管片內(nèi)部溫度場變化的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)高溫會使管片外觀特征發(fā)生明顯變化，使管片剛度劣化，承載性能下降。通過合理的假設(shè)條件和材料熱物理參數(shù)選擇，并與模型管片試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，說明了應(yīng)用Marc軟件實(shí)現(xiàn)襯砌結(jié)構(gòu)瞬態(tài)熱傳導(dǎo)過程數(shù)值計(jì)算的可行性。通過大量計(jì)算，給出了考慮了火災(zāi)降溫階段的襯砌截面溫升現(xiàn)象的地鐵盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)溫度場的評估計(jì)算公式。本文還探討了襯砌結(jié)構(gòu)截面高溫承載力的計(jì)算理論，提出積分法、條分法、等效截面法等方法計(jì)算高溫承載力的原理，給出了襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面高溫承載力復(fù)核計(jì)算的步驟和公式。另外，本文通過總結(jié)混凝土結(jié)構(gòu)災(zāi)后檢測評估方法和試件高溫后檢測試驗(yàn)，給出適合于地鐵盾構(gòu)隧道災(zāi)后評估的現(xiàn)場檢測方法和專用判據(jù)，并建立起地鐵盾構(gòu)隧道災(zāi)后評估程序模型?！　∽詈?，關(guān)于進(jìn)一步工作的方向進(jìn)行了簡要的討論?！　?

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