【碩士】限排抗水壓隧道注漿帷幕耐久性研究【2009】

內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：地質(zhì)工程　　授予學位：工學碩士　　學位授予單位：同濟大學土木工程學院　　學位年度： 2009年　　抗水壓隧道往往位于高水壓地區(qū)，地下水水壓有時會高達數(shù)個兆帕到十幾個兆帕，嚴重威脅隧道設計、施工和運營。對于抗水壓隧道，常采用對圍巖進行預注漿，依靠漿液和圍巖聯(lián)合作用形成注漿帷幕來抵抗大部分水壓力，由于影響注漿帷幕的因素較多，注漿帷幕在使用年限內(nèi)的防水效果將直接影響隧道結構的安全，因此有必要對注漿帷幕耐久性進行研究。　　目前對于隧道工程耐久性問題，主要集中在隧道結構以及混凝土結構耐久性研究方面，而對注漿帷幕耐久性的研究較少。本文以雅礱江錦屏二級水電站引水洞及交通輔助洞為工程背景，通過現(xiàn)場調(diào)研、分析耐久性影響因素、研制試驗裝置、設計試驗方案、采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡工具等手段建立注漿帷幕耐久性評價模型，主要工作如下：　　(1)注漿帷幕耐久性影響因素全分析　　基于隧道結構耐久性、混凝土耐久性和大壩帷幕耐久性的研究現(xiàn)狀與成果，通過工程現(xiàn)場調(diào)研，確定了限排抗水壓隧道注漿帷幕耐久性的影響因素：斷裂構造、巖體工程地質(zhì)特性、注漿材料及注漿工藝、地下水，并以此建立了注漿帷幕耐久性主要影響因素體系?！　?2)注漿帷幕耐久性試驗裝置研制　　研制了一套同時考慮軸壓、圍壓、滲透水壓、水化學、溫度共同作用下，注漿帷幕耐久性的試驗裝置，裝置由試樣容器、加載系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、量測系統(tǒng)以及附屬系統(tǒng)組成：試樣容器為對試件進行耐久性試驗的壓力容器；加載系統(tǒng)可對試驗施加軸壓、圍壓與滲透水壓；溫控系統(tǒng)可對壓力容器溫度進行控制；量測系統(tǒng)包括流量計、壓力傳感器、壓力控制器、溫度傳感器、溫度控制器；附屬系統(tǒng)包括氣源、必要的閥門管道等；該裝置是本文的創(chuàng)新點之一，目前還未見有實現(xiàn)類似功能的試驗裝置?！　?3)注漿帷幕耐久性試驗方案設計　　試驗目的主要通過控制試驗條件，獲取各影響因素對注漿帷幕耐久性的影響，為后續(xù)建立耐久性評價模型提供原始數(shù)據(jù)。設計了針對三類試樣的試驗：現(xiàn)場試樣、注漿體試樣、注漿膠合試樣；基于正交分析方法，分別改變滲透水壓、離子濃度、溫度條件及流量，研究不同因素對上述三類試樣滲透性能的影響，據(jù)此反映各因素對注漿帷幕耐久性的影響。該試驗方案的設計是本文的又　　一創(chuàng)新，能夠考慮實際工程中的各因素對注漿帷幕耐久性的影響?！　?4)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的注漿帷幕耐久性評價模型的建立　　通過試驗數(shù)據(jù)，可利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)學工具對試驗數(shù)據(jù)進行整理分析，建立關于注漿帷幕耐久性的評判和預測模型。模型輸入層分別為：進口水壓力P1、離子濃度(S04易、C032-或Ca2+)、溫度T以及流量Q，輸出層為滲透系數(shù)K，傳遞系數(shù)采用對數(shù)S型函數(shù)，經(jīng)過反復訓練樣本數(shù)據(jù)，可建立限排抗水壓隧道注漿帷幕耐久性的評價模型，以期為類似工程服務?！　?

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