2023學(xué)年完整公開課版凍害成因

隧道養(yǎng)護(hù)與維修之——隧道凍害主要內(nèi)容

凍害的成因凍害的成因

2.1圍巖的凍脹導(dǎo)致隧道襯砌的失穩(wěn)破壞體現(xiàn)在以下兩個方面。巖石抗拉強(qiáng)度經(jīng)反復(fù)的凍融循環(huán)后有所降低，并在地下水的不斷侵蝕下造成隧道襯砌背后圍巖嚴(yán)重風(fēng)化，使節(jié)理裂隙不斷擴(kuò)展，導(dǎo)致圍巖的自承能力越來越差：最終使隧道襯砌在反復(fù)的凍脹壓力和由于圍巖凍融循環(huán)而產(chǎn)生的塑性壓力、松動壓力的復(fù)合作用下失穩(wěn)破壞。圍巖的凍融循環(huán)是造成隧道襯砌失穩(wěn)破壞的基本因素2)隧道圍巖在凍脹過程中的水分遷移增強(qiáng)了凍脹的破壞性2、凍害的成因

1)微觀凍脹：微觀凍脹是指水分在較大壓力的作用下或在毛細(xì)水壓力的作用下滲入襯砌混凝上內(nèi)部而發(fā)生的凍脹現(xiàn)象。分析病害成因，對癥整治2）細(xì)觀凍脹：是指地下水在襯砌的滲漏通道上結(jié)冰而發(fā)生的凍脹現(xiàn)象。3）宏觀凍脹：是指淺部圍巖含水在冬季結(jié)冰而引發(fā)的凍脹現(xiàn)象，其特點是范圍大，增加襯砌上的荷載。水分遷移一方面增加了圍巖的凍脹量，另一方面增大了山巖的凍脹強(qiáng)度，因此也就增強(qiáng)了凍脹對隧道襯砌的破壞性。2.2隧道襯砌凍脹機(jī)理2.3氣溫的作用隧道凍害與所在地區(qū)的氣溫(低于零度或正負(fù)交替)直接相關(guān)，氣溫的變化所導(dǎo)致的凍融交替足凍害形成的主要因素。2.4季節(jié)凍結(jié)圈的形成季節(jié)性凍害隧道中，襯砌周圍冬季凍結(jié)、夏季融化范圍的圍巖，沿襯砌周圍各最大凍結(jié)深度連成的圈稱為季有凍結(jié)圈。當(dāng)襯砌周圍超挖尺寸不等，超挖回填用料不當(dāng)及回填密實不夠產(chǎn)生積水，就會形成凍結(jié)圈。修建在多年凍土中的隧道，襯砌周圍夏季融化范圍的圍巖，成為融化圈。在嚴(yán)寒冬季，較長的隧道，兩端各有一段會形成凍結(jié)圈，成為季節(jié)凍結(jié)段。中部的不會形成凍結(jié)圈的一段，稱為不凍結(jié)段。隧道兩端凍結(jié)段不一定相等，同一座隧道內(nèi)，季節(jié)凍結(jié)段的長度小于洞內(nèi)季節(jié)負(fù)溫段的長度，隧道的排水設(shè)備如果處在凍結(jié)圈內(nèi)，在冬季就易發(fā)生冰塞。2.4季節(jié)凍結(jié)圈的形成2.5圍巖的巖性對凍脹的影響在隧道的季節(jié)凍結(jié)圈內(nèi)，如果是非凍脹性土，不會發(fā)生凍脹性病害。因此，圍巖的凍脹性和隧道病害的發(fā)生有著極為密切的聯(lián)系2.6隧道設(shè)計、施工及其他因素的影響水害和凍害密切相關(guān)，寒冷地區(qū)的水害就會導(dǎo)致凍害的發(fā)生。如隧道在設(shè)計和施工時，對防凍問題沒有考慮或考慮不周，造成襯砌防水能力不足，洞內(nèi)排水設(shè)施埋深不夠、治水措施不當(dāng)，或者施工有缺陷，都會造成和加重運營階段隧