【摘 要】
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隧道是公路工程建设中的重要结构物,由于地质、设计及施工等因素,出现了一系列病害,其中最常见的是隧道衬砌开裂。长期以来隧道衬砌开裂的力学机理研究没有大的进步,开裂原因
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隧道是公路工程建设中的重要结构物,由于地质、设计及施工等因素,出现了一系列病害,其中最常见的是隧道衬砌开裂。长期以来隧道衬砌开裂的力学机理研究没有大的进步,开裂原因亦不甚清楚。论文基于断裂力学、混凝土断裂力学以及有限元分析的基本理论,对隧道衬砌结构开裂进行了理论分析和数值模拟计算,主要完成以下研究工作:(1)在总结近年来混凝土断裂力学研究成果基础上,提出公路隧道衬砌应重视和解决的问题;(2)对淳开公路祝业坞隧道衬砌裂纹的调查结果进行统计和分析,确定了拱顶纵向裂缝对隧道衬砌结构的危害性和重要性;(3)运用断裂力学理论分析公路隧道拱顶纵向裂缝的断裂行为,得出简单荷载情况下的应力强度因子计算公式,拟试图解释隧道衬砌裂纹的开裂机理;(4)运用ANSYS对隧道衬砌进行数值计算,并对不同裂缝深度的计算结果进行比较和分析,得出裂缝深度对应力强度因子的影响规律。同时通过对理论解和数值解两者之间的对比,证明了断裂力学在隧道衬砌开裂研究中的有效性及正确性,并建议这一领域需要进一步探讨和完善的问题。
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