混凝土是由水泥、骨料和各種摻合料組成的復合材料,其形成之初,混凝土內(nèi)部就具有隨機分布的微裂縫的初始缺陷,鋪底作為隧道支護結(jié)構(gòu)的重要組成部分,它不僅承受著圍巖壓力的作用,而且受到列車荷載的持久反復作用。因此,隧道底部病害較為常見,尤其是鋪底混凝土的開裂問題。開展鋪底混凝土在綜合荷載下的裂紋擴展的規(guī)律及疲勞壽命的研究,在隧道運營過程中對裂縫的養(yǎng)護整治具有重要的現(xiàn)實意義。本文在文獻調(diào)研與依托隧道鋪底混凝土開裂情況的基礎(chǔ)上,基于斷裂力學理論建立了裂紋萌生位置預測模型與裂紋擴展特性分析模型,在此基礎(chǔ)上,研究了鋪底混凝土單裂紋與組合裂紋的擴展規(guī)律;并基于疲勞損傷理論,通過疲勞分析軟件,分析了列車動載下鋪底混凝土的疲勞壽命。主要工作如下:（1）系統(tǒng)調(diào)研了現(xiàn)有鋪底混凝土縱向裂紋擴展的情況,尤其是裂紋的分布規(guī)律及裂紋特征,并指出了裂紋開裂擴展的主要原因及危害。（2）對依托隧道的裂紋病害進行了現(xiàn)場觀測、雷達掃描與鉆孔取芯等,并現(xiàn)場對列車荷載分布情況進行了測試分析�；阡伒浊闆r建立了有限元模型,結(jié)合上述工作分析了鋪底結(jié)構(gòu)在圍巖壓力與列車動載綜合作用下裂紋的萌生位置。認為在鋪底頂面中心處、軌道處、枕木端處三個... 

【文章來源】：長安大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 混凝土的斷裂力學模型
        1.2.2 混凝土裂紋擴展的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究方法與技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究的內(nèi)容
        1.3.2 研究思路及技術(shù)路線
第二章 鋪底混凝土裂縫綜合調(diào)研及依托工程
    2.1 鐵路隧道鋪底裂紋擴展情況調(diào)研
    2.2 鋪底混凝土裂紋的成因及危害
        2.2.1 原因分析
        2.2.2 主要危害
    2.3 依托工程
        2.3.1 工程概況
        2.3.2 鋪底裂紋病害調(diào)查
        2.3.3 鋪底裂紋成因分析
        2.3.4 鋪底頂面動載分布現(xiàn)場測試
    2.4 小結(jié)
第三章 裂紋擴展機理及模型建立
    3.1 裂紋斷裂力學機理
        3.1.1 裂縫類型
        3.1.2 強度因子
        3.1.3 斷裂準則
    3.2 裂紋疲勞損傷機理
        3.2.1 疲勞壽命曲線
        3.2.2 疲勞累積損傷理論
    3.3 擴展有限元方法（xfem）
        3.3.1 單位分解法
        3.3.2 位移模式
        3.3.3 控制方程
        3.3.4 水平集方法
    3.4 模型建立與參數(shù)選取
        3.4.1 裂紋萌生位置預測模型
        3.4.2 裂紋擴展特性研究模型
    3.5 小結(jié)
第四章 鋪底混凝土裂紋擴展規(guī)律研究
    4.1 鋪底裂紋萌生位置的確定
        4.1.1 基于斷裂準則預測開裂位置
        4.1.2 基于振動特性預測開裂位置
    4.2 單裂紋特征參數(shù)分析
        4.2.1 裂紋特征參數(shù)隨時間的變化規(guī)律
        4.2.2 裂紋特征參數(shù)隨位置變化規(guī)律
    4.3 單裂紋擴展路徑分析
    4.4 裂紋幾何特征對裂紋擴展的影響
        4.4.1 裂紋開裂深度對裂紋擴展的影響
        4.4.2 裂紋角度對裂紋擴展的影響
    4.5 隧底脫空對裂紋擴展的影響
    4.6 組合裂紋擴展規(guī)律分析
        4.6.1 組合裂紋特征參數(shù)
        4.6.2 組合裂紋擴展路徑
    4.7 小結(jié)
第五章 鋪底混凝土裂紋疲勞擴展壽命分析
    5.1 基于fe-safe的疲勞壽命理論介紹
        5.1.1 軟件概述
        5.1.2 疲勞參數(shù)的選取
        5.1.3 結(jié)果輸出
    5.2 疲勞壽命分析的有效性驗證
    5.3 鋪底結(jié)構(gòu)疲勞分析
    5.4 單裂紋疲勞壽命分析
    5.5 鋪底參數(shù)對裂紋疲勞擴展的壽命影響
    5.6 組合裂紋疲勞壽命分析
    5.7 小結(jié)
結(jié)論與展望
    主要結(jié)論
    創(chuàng)新點
    待研究的問題
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3021348