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研究大型越江隧道的受力狀態和破壞機理及評價襯砌橡膠橡膠接頭的安全性進行縱向受力分析。
本文主要研究內容和成果包括:
1.分析了盾構隧道橡膠接頭的構造及影響其耐久性的常見因素。通過研究盾構隧道橡膠接頭的構造和對國內外常用的多種橡膠接頭形式的比較,提出了橡膠接頭防水材料的耐久性,襯砌橡膠接頭的受力特性,等等也是盾構隧道整體耐久性的重要影響因素。
2.實驗研究了盾構隧道中常用的防水橡膠材料。根據對盾構隧道的兩種常用的橡膠——三元乙丙橡膠及遇水膨脹橡膠材料的室內快速老化試驗的結果,得出兩種橡膠的熱氧老化規律。其中遇水膨脹橡膠老化后的拉伸性能和膨脹性能的試驗結果,彌補了遇水膨脹橡膠在基礎研究方面的空白。
3.提出了橡膠壽命的預測模型。通過對橡膠試驗結果的分析,提出新的橡膠壽命的預測模型;運用數據分析統計軟件,簡化數據處理的程序;對盾構隧道常用橡膠的使用壽命進行預測。得到在熱氧老化環境中三元乙丙橡膠和遇水膨脹橡膠的使用壽命能達到100年的結論。
4.評估了防水材料的耐久性;并提出提高其耐久性的優化方案。根據橡膠材料使用年限的預測結果,結合對盾構隧道橡膠接頭形式及防水措施的研究,對提高防水質量和橡膠接頭剛度從管片拼裝形式,襯砌橡膠接頭形式,襯砌橡膠接頭構件參數到防水方案,滲漏水治理等方面提出相關優化建議。
5.進行了盾構隧道縱向受力分析并對其進行了安全性評價。結合上海長江隧道的設計參數,運用等效軸向剛度模型的理論,分析盾構隧道的縱向受力狀態和破壞機理,結合計算結果分析了管片橡膠接頭的受力狀態并對其進行安全性評價。