富水黄土隧道服役性能劣化机理及处治技术研究

本书围绕富水黄土隧道服役性能这一研究热点，开展了全面而深入的研究工作，其研究成果荣获中国公路学会科学技术二等奖。

薛晓辉，男，1986年10月生，山西芮城人，中共党员，工学博士，副研究员，现于太原理工大学从事隧道与地下工程方面的科研工作。本人毕业于长安大学公路学院岩土工程专业并获得工学博士学位，近年来主持或参与国家、省部级科研项目10余项；科研成果获中国公路学会科学技术一等奖1项、山西省技术发明一等奖1项、山西省科技进步二等奖1项、中国公路学会科学技术二等奖2项；发表论文30余篇，其中SCI/EI收录10篇；授权国家专利30余项，其中4项发明专利；主编或参编地方标准2部；1项研究成果入选交通运输重大科技创新成果库。

第1章绪论
1.1引言
1.2本书主要内容
第2章富水黄土隧道服役性能劣化状况调研与分析
2.1引言
2.2现场调研方案
2.2.1调研范围
2.2.2调研内容及方法
2.3衬砌结构服役性能调研成果分析
2.3.1衬砌裂缝几何形态
2.3.2衬砌裂缝分布位置
2.3.3渗漏水类型
2.3.4渗漏水分布位置
2.4围岩服役性能调研成果分析
2.5服役性能劣化特性分析
2.5.1劣化表现形式
2.5.2劣化模式
2.6本章小结
第3章富水黄土隧道结构性能劣化规律分析
3.1引言
3.2黄土隧道荷载结构计算理论基础
3.2.1围岩压力计算方法
3.2.2衬砌结构计算方法
3.2.3衬砌安全性验算方法
3.3考虑隧道结构性能劣化的荷载结构理论模型
3.3.1衬砌裂缝力学计算模型
3.3.2渗漏水力学计算模型
3.3.3衬砌背后空洞力学计算模型
3.4隧道结构性能劣化的数值分析
3.4.1模拟方案设计
3.4.2数值计算模型及参数
3.4.3计算结果及分析
3.5本章小结
第4章富水黄土隧道围岩性状劣化机理研究
4.1引言
4.2黄土微观结构的基本特性
4.3围岩性状劣化的细观机理研究
4.3.1CT技术基本原理
4.3.2CT试验设备
4.3.3试验基本方案
4.3.4试样制作
4.3.5试验数据处理方法
4.3.6试验结果与分析
4.4围岩性状劣化的宏观机理研究
4.4.1黏粒含量测试
4.4.2Zeta电位测试
4.4.3离子浓度测试
4.4.4抗剪强度测试
4.5本章小结
第5章富水黄土隧道服役性能劣化物理模型试验研究
5.1引言
5.2相似模型试验基本原理
5.2.1相似定理
5.2.2相似常数的基本定义
5.2.3相似条件关系的建立
5.2.4相似关系的建立
5.3围岩相似材料研究
5.3.1围岩相似材料的选择
5.3.2围岩相似材料的物理性能测试
5.4隧道衬砌模型制作
5.4.1隧道衬砌相似材料的选择
5.4.2隧道衬砌相似材料力学性能测试
5.4.3隧道衬砌模型的制作
5.5模型试验箱及监测布设
5.5.1试验模型箱设计方案
5.5.2测试项目及传感器布设
5.6模型试验工况方案
5.6.1深埋两车道黄土隧道
5.6.2浅埋偏压黄土隧道
5.6.3大断面黄土隧道
5.6.4试验具体步骤
5.7模型试验结果分析
5.7.1深埋两车道黄土隧道试验结果分析
5.7.2浅埋偏压黄土隧道试验结果分析
5.7.3大断面黄土隧道试验结果分析
5.7.4富水黄土隧道服役性能劣化控制标准
5.8本章小结
第6章富水黄土隧道服役性能监测系统搭建及应用
6.1引言
6.2围岩及初支结构服役性能监测技术
6.2.1振弦式传感器基本原理
6.2.2监测方案
6.2.3传感器现场安装
6.3衬砌结构服役性能监测技术
6.3.1光纤传感器监测原理
6.3.2监测方案
6.3.3传感器现场布设
6.4监测系统搭建技术
6.4.1组网框架结构
6.4.2数据传输原理
6.4.3监测系统软件平台
6.4.4技术优势
6.5工程应用
6.5.1工程概况
6.5.2监测系统布设
6.5.3监测结果分析
6.6本章小结
第7章基于性能劣化的富水黄土隧道病害处治技术研究
7.1引言
7.2富水黄土隧道病害处治现有技术
7.2.1围岩加固
7.2.2衬砌渗漏水处治
7.2.3衬砌结构加固
7.3基于地下水平衡理念的可控注浆加固技术
7.3.1工程背景
7.3.2制定处治方案
7.3.3可控注浆施工工艺
7.3.4处治效果评价
7.4基于碳纤维编织网的衬砌快速修复技术
7.4.1工程背景
7.4.2基于性能劣化机理的隧道衬砌快速修复技术
7.5隧道病害综合处治技术体系
7.6本章小结
参考文献