研究大型越江隧道的受力状态和破坏机理及评价衬砌橡胶橡胶接头的安全性进行纵向受力分析。
本文主要研究内容和成果包括:
1.分析了盾构隧道橡胶接头的构造及影响其耐久性的常见因素。通过研究盾构隧道橡胶接头的构造和对国内外常用的多种橡胶接头形式的比较,提出了橡胶接头防水材料的耐久性,衬砌橡胶接头的受力特性,等等也是盾构隧道整体耐久性的重要影响因素。
2.实验研究了盾构隧道中常用的防水橡胶材料。根据对盾构隧道的两种常用的橡胶——三元乙丙橡胶及遇水膨胀橡胶材料的室内快速老化试验的结果,得出两种橡胶的热氧老化规律。其中遇水膨胀橡胶老化后的拉伸性能和膨胀性能的试验结果,弥补了遇水膨胀橡胶在基础研究方面的空白。
3.提出了橡胶寿命的预测模型。通过对橡胶试验结果的分析,提出新的橡胶寿命的预测模型;运用数据分析统计软件,简化数据处理的程序;对盾构隧道常用橡胶的使用寿命进行预测。得到在热氧老化环境中三元乙丙橡胶和遇水膨胀橡胶的使用寿命能达到100年的结论。
4.评估了防水材料的耐久性;并提出提高其耐久性的优化方案。根据橡胶材料使用年限的预测结果,结合对盾构隧道橡胶接头形式及防水措施的研究,对提高防水质量和橡胶接头刚度从管片拼装形式,衬砌橡胶接头形式,衬砌橡胶接头构件参数到防水方案,渗漏水治理等方面提出相关优化建议。
5.进行了盾构隧道纵向受力分析并对其进行了安全性评价。结合上海长江隧道的设计参数,运用等效轴向刚度模型的理论,分析盾构隧道的纵向受力状态和破坏机理,结合计算结果分析了管片橡胶接头的受力状态并对其进行安全性评价。