【摘 要】
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与轮渡、桥梁相比,水底隧道受台风等自然灾害影响小、受江河(海湾)地形变迁影响小、对通航影响小、对原自然景观破坏小、受战争破坏可能性小,其逐渐成为跨越江河(海湾)的主要
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与轮渡、桥梁相比,水底隧道受台风等自然灾害影响小、受江河(海湾)地形变迁影响小、对通航影响小、对原自然景观破坏小、受战争破坏可能性小,其逐渐成为跨越江河(海湾)的主要形式。然而,水底隧道的使用期一般长达几十年,甚至上百年,其在服役过程中不可避免地将发生损伤累积和抗力衰减,从而导致抵抗自然灾害的能力下降,甚至引起灾难性后果,因此对其进行健康监测十分必要。本文结合甬江水底隧道工程,对水底隧道运行性能与健康监测系统进行研究,主要研究内容包括:首先根据设计资料建立了甬江水底隧道的空间有限元模型,并对其进行了静力分析和动力模态分析,得到了管段结构变形、应力在管段横向和纵向的分布情况以及隧道结构的动力特性,从而为健康监测系统设计提供了基础。其次,推导了单层弹性地基模型在正弦波形周期荷载、三角形周期荷载、梯形周期荷载及矩形周期荷载等常见周期荷载作用下的一维固结解析解答,在此基础上,分析了甬江水底隧道在潮汐荷载、淤积清淤荷载及初始荷载作用下的固结性状。最后,设计了甬江水底隧道健康监测系统,包括监测内容的选择、传感器选型和系统的组成及实现;研究了甬江水底隧道结构安全评定、安全预测及健康状态预(报)警机制。
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