| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-36页 |
| 1.1 研究背景 | 第14-20页 |
| 1.1.1 盾构隧道衬砌结构全寿命受力特征 | 第14-16页 |
| 1.1.2 侵蚀环境作用对盾构隧道结构性能的影响 | 第16-17页 |
| 1.1.3 盾构隧道衬砌结构服役状况 | 第17-20页 |
| 1.1.4 问题的提出 | 第20页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第20-29页 |
| 1.2.1 侵蚀环境条件下隧道结构腐蚀劣化研究进展 | 第20-22页 |
| 1.2.2 盾构隧道管片结构受力性能研究进展 | 第22-24页 |
| 1.2.3 运营隧道衬砌结构性能评估研究进展 | 第24-26页 |
| 1.2.4 相关试验研究现状与方法 | 第26-29页 |
| 1.2.5 尚存的问题 | 第29页 |
| 1.3 研究方法及技术手段 | 第29-36页 |
| 1.3.1 依托工程 | 第30-33页 |
| 1.3.2 研究内容 | 第33-35页 |
| 1.3.3 研究方法与技术路线 | 第35-36页 |
| 第2章 盾构隧道衬砌结构工作环境及在役隧道结构现状调研 | 第36-51页 |
| 2.1 盾构隧道衬砌结构的工作环境 | 第36-43页 |
| 2.1.1 水土荷载环境复杂 | 第36-38页 |
| 2.1.2 离子侵蚀环境多变 | 第38-40页 |
| 2.1.3 服务运营环境多样 | 第40-41页 |
| 2.1.4 衬砌结构形式特殊 | 第41-43页 |
| 2.2 在役盾构隧道衬砌结构现状调研 | 第43-49页 |
| 2.2.1 上海地区运营隧道现场调研 | 第43-45页 |
| 2.2.2 上海地区水下隧道结构整体服役现状分析 | 第45-46页 |
| 2.2.3 典型水下隧道工程服役现状分析 | 第46-49页 |
| 2.3 本章小结 | 第49-51页 |
| 第3章 盾构隧道衬砌结构腐蚀离子侵蚀模型研究 | 第51-97页 |
| 3.1 腐蚀离子在管片混凝土中的迁移理论解析 | 第51-57页 |
| 3.1.1 多孔介质溶质运移机理 | 第52-54页 |
| 3.1.2 溶质迁移对流-弥散模型 | 第54页 |
| 3.1.3 压力渗透下溶质迁移理论 | 第54-57页 |
| 3.2 盾构隧道衬砌结构离子侵蚀数值模型的构建 | 第57-64页 |
| 3.2.1 计算软件简介 | 第58页 |
| 3.2.2 压力渗透与离子运移耦合分析的数值模拟实现 | 第58-60页 |
| 3.2.3 解析解与数值结果对比 | 第60-64页 |
| 3.3 多种典型状态下盾构隧道管片接头侵蚀劣化规律研究 | 第64-82页 |
| 3.3.1 模型的建立 | 第65-66页 |
| 3.3.2 接缝完好状态下管片接头侵蚀规律 | 第66-76页 |
| 3.3.3 渗漏水条件下管片接头侵蚀规律 | 第76-82页 |
| 3.4 多种典型状态下整环管片衬砌结构侵蚀劣化规律研究 | 第82-94页 |
| 3.4.1 模型的建立 | 第83-84页 |
| 3.4.2 接缝完好状态下结构侵蚀劣化规律 | 第84-90页 |
| 3.4.3 管片渗漏水条件下结构侵蚀劣化规律 | 第90-94页 |
| 3.5 本章小结 | 第94-97页 |
| 第4章 侵蚀劣化对隧道衬砌结构材料性能的影响研究 | 第97-129页 |
| 4.1 气体碳化环境条件下管片混凝土材料性能研究 | 第97-105页 |
| 4.1.1 混凝土碳化机理及其影响因素 | 第98-99页 |
| 4.1.2 室内混凝土加速碳化试验 | 第99-102页 |
| 4.1.3 碳化后混凝土测试结果分析 | 第102-105页 |
| 4.2 单轴压缩下碳化混凝土的声发射特性研究 | 第105-112页 |
| 4.2.1 声发射实验过程 | 第106页 |
| 4.2.2 声发射实验结果 | 第106-108页 |
| 4.2.3 声发射数值模拟 | 第108-112页 |
| 4.3 钢筋锈蚀对衬砌结构材料性能的影响研究 | 第112-122页 |
| 4.3.1 钢筋锈蚀机理及危害 | 第112-113页 |
| 4.3.2 室内电化学加速腐蚀试验 | 第113-116页 |
| 4.3.3 试验结果分析 | 第116-120页 |
| 4.3.4 基于锈胀裂缝宽度的弹性模量衰减率计算方法 | 第120-122页 |
| 4.4 锈蚀劣化混凝土损伤演化及声发射特性研究 | 第122-127页 |
| 4.4.1 锈蚀劣化混凝土损伤演化规律 | 第122-123页 |
| 4.4.2 锈蚀劣化混凝土声发射特性 | 第123-124页 |
| 4.4.3 锈蚀劣化混凝土单轴压缩损伤力学模型 | 第124-127页 |
| 4.5 本章小结 | 第127-129页 |
| 第5章 服役期受荷状态下盾构管片锈蚀劣化性能试验研究 | 第129-162页 |
| 5.1 受荷服役管片加速锈蚀劣化试验方法 | 第129-132页 |
| 5.1.1 待锈蚀管片加载方法 | 第129-130页 |
| 5.1.2 离子侵蚀环境模拟 | 第130-132页 |
| 5.2 实验平台与量测系统 | 第132-138页 |
| 5.2.1 加载控制与离子加速控制系统 | 第132-134页 |
| 5.2.2 数据采集与量测系统 | 第134页 |
| 5.2.3 量测项目与测点布置 | 第134-138页 |
| 5.3 受荷服役管片加速锈蚀劣化试验过程 | 第138-142页 |
| 5.3.1 微型管片制作 | 第138-140页 |
| 5.3.2 实验分组 | 第140-141页 |
| 5.3.3 实验过程 | 第141-142页 |
| 5.4 结果分析与讨论 | 第142-160页 |
| 5.4.1 荷载作用对钢筋锈蚀的影响 | 第142-145页 |
| 5.4.2 钢筋锈蚀对管片内力的影响 | 第145-147页 |
| 5.4.3 钢筋锈蚀对管片形变的影响 | 第147-148页 |
| 5.4.4 钢筋锈蚀对管片裂缝萌生发展形态的影响 | 第148-155页 |
| 5.4.5 钢筋锈蚀对管片破坏形态的影响 | 第155-157页 |
| 5.4.6 钢筋锈蚀对管片力学性能参数的影响 | 第157-160页 |
| 5.5 本章小结 | 第160-162页 |
| 第6章 盾构隧道衬砌结构劣化及修复再劣化试验研究 | 第162-189页 |
| 6.1 模型试验相似关系 | 第162-164页 |
| 6.1.1 相似第一定理 | 第162-163页 |
| 6.1.2 相似第二定理 | 第163页 |
| 6.1.3 相似关系的确定 | 第163-164页 |
| 6.2 模型试验相似材料 | 第164-168页 |
| 6.2.1 围岩相似材料 | 第164-165页 |
| 6.2.2 衬砌结构材料 | 第165-166页 |
| 6.2.3 接头的模拟 | 第166-168页 |
| 6.3 模型试验装置和量测项目 | 第168-170页 |
| 6.3.1 模型试验装置 | 第168-169页 |
| 6.3.2 模型试验数据采集系统 | 第169-170页 |
| 6.3.3 量测项目与测点布置 | 第170页 |
| 6.4 模型试验工况与步骤 | 第170-173页 |
| 6.4.1 管片衬砌劣化模拟 | 第171-172页 |
| 6.4.2 二衬修复补强模拟 | 第172-173页 |
| 6.4.3 二次腐蚀劣化模拟 | 第173页 |
| 6.5 模型试验结果分析 | 第173-187页 |
| 6.5.1 无劣损状态下管片衬砌受力特性 | 第174-175页 |
| 6.5.2 封顶块管片接头腐蚀劣化、修复、再劣化全过程分析 | 第175-179页 |
| 6.5.3 局部区域管片接头腐蚀劣化、修复、再劣化全过程分析 | 第179-183页 |
| 6.5.4 整环盾构隧道管片接头腐蚀劣化、修复、再劣化全过程分析 | 第183-187页 |
| 6.6 本章小结 | 第187-189页 |
| 第7章 盾构隧道衬砌结构性能劣化分析模型研究 | 第189-213页 |
| 7.1 衬砌结构材料损伤力学模型构建 | 第189-196页 |
| 7.1.1 损伤理论 | 第189-192页 |
| 7.1.2 钢筋混凝土等效均匀化 | 第192-193页 |
| 7.1.3 钢筋混凝土复合材料损伤本构模型 | 第193-196页 |
| 7.2 考虑侵蚀劣化效应的衬砌结构材料损伤模型 | 第196-201页 |
| 7.2.1 侵蚀劣化损伤变量定义 | 第196-197页 |
| 7.2.2 管片侵蚀损伤演化方程 | 第197-200页 |
| 7.2.3 考虑侵蚀劣化效应的衬砌结构材料损伤本构模型 | 第200-201页 |
| 7.3 考虑侵蚀劣化作用的盾构隧道结构力学性能分析 | 第201-211页 |
| 7.3.1 盾构隧道衬砌结构性能劣化分析模型 | 第201-203页 |
| 7.3.2 盾构隧道衬砌结构性能劣化的模拟分析 | 第203-211页 |
| 7.4 本章小结 | 第211-213页 |
| 第8章 结论与展望 | 第213-221页 |
| 8.1 研究成果与主要结论 | 第213-219页 |
| 8.2 研究展望 | 第219-221页 |
| 致谢 | 第221-222页 |
| 参考文献 | 第222-239页 |
| 攻读博士学位期间发表论文及科研成果 | 第239-242页 |
| 攻读博士学位期间参加科研情况 | 第242页 |
