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衬砌厚度不足影响下通透肋式连拱隧道破坏规律试验研究
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作者 张旭 董烨炜 +1 位作者 许有俊 王红港 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1202-1214,共13页
我国首创的通透肋式连拱隧道作为一种环保型傍山隧道,解决了山区高速公路傍山路段选线困难的问题。然而,这种特殊的结构形式及其复杂的施工工序,不可避免地造成局部衬砌厚度不足,严重威胁隧道的结构稳定性和安全运营。因此,为明确含衬... 我国首创的通透肋式连拱隧道作为一种环保型傍山隧道,解决了山区高速公路傍山路段选线困难的问题。然而,这种特殊的结构形式及其复杂的施工工序,不可避免地造成局部衬砌厚度不足,严重威胁隧道的结构稳定性和安全运营。因此,为明确含衬砌厚度不足的通透肋式连拱隧道灾变演化过程,以安徽省南山隧道工程为背景,设计1∶40缩尺模型试验,分析完整衬砌、内洞拱顶衬砌厚度不足和外洞右拱肩衬砌厚度不足3种工况下的隧道结构破坏演化特性。对比3种工况下衬砌破坏形态、围岩压力、衬砌内力及结构变形的差异性,揭示衬砌厚度不足影响下通透肋式连拱隧道破坏规律。试验结果表明:在偏压荷载作用下,无论缺陷存在与否,破坏均先发生于外洞肋拱式结构;肋梁结构作为典型破坏部位,与防撞墙相连处内侧、中段外侧及与挡石板相连处内侧均会开裂且裂缝出现时间较早,其中肋梁中段是整个隧道结构最先出现贯通裂缝位置。相比于完整衬砌,衬砌厚度不足区域均较早出现裂缝;衬砌厚度不足位于内洞拱顶时,裂缝分别出现在不足区域两侧边缘的内外两侧;衬砌厚度不足位于外洞右拱肩时,裂缝出现在不足区域靠右内侧。此外,由于衬砌厚度不足,范围衬砌的承载力降低,肋梁结构所受弯矩出现增加,加剧肋梁结构的破坏程度,尤其是当厚度不足位置靠近肋梁结构时尤为显著。研究结果可为我国连拱环保型傍山隧道病害机理与安全控制奠定技术基础。 展开更多
关键词 衬砌厚度不足 通透肋式连拱隧道 偏压 破坏规律 内力
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基于不同围岩特性的隧洞衬砌厚度优化分析 被引量:1
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作者 马强 温立峰 党侃 《粘接》 CAS 2024年第5期161-164,共4页
基于不同围岩特性的隧洞衬砌厚度优化既能实现安全要求又可以降低工程投资。结合某电站引水隧洞,采用有限元分析法对隧洞在不同围岩特性下的受力情况进行数值模拟,计算分析在不同衬砌厚度下的应力、配筋及裂缝宽度情况,综合考虑安全性... 基于不同围岩特性的隧洞衬砌厚度优化既能实现安全要求又可以降低工程投资。结合某电站引水隧洞,采用有限元分析法对隧洞在不同围岩特性下的受力情况进行数值模拟,计算分析在不同衬砌厚度下的应力、配筋及裂缝宽度情况,综合考虑安全性和经济性对结果进行分析比较,提出了针对不同围岩特性的隧洞衬砌厚度优化方案。研究结果表明,隧洞衬砌在运行期的应力情况是影响衬砌配筋的关键因素,不同围岩特性下衬砌厚度的选择应充分考虑隧洞衬砌应力、所需配筋及裂缝宽度因素影响,当衬砌达到一定厚度后,所需配筋及裂缝宽度趋于稳定。 展开更多
关键词 围岩特性 衬砌厚度 有限元分析 引水隧洞 优化分析
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运营隧道拱部衬砌厚度不足及脱空的危害与整治
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作者 嵇诚 龚伦 +1 位作者 樊永杰 张鹏 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1706-1716,共11页
运营隧道拱顶存在衬砌厚度不足及脱空的情况十分常见,不及时整治可能会造成衬砌局部开裂、掉块等问题,威胁隧道运营安全。通过资料调研、数值计算及现场应用等方法,开展该类缺陷的危害性及整治措施研究。研究表明:以纵、环向2.0 m和6.0 ... 运营隧道拱顶存在衬砌厚度不足及脱空的情况十分常见,不及时整治可能会造成衬砌局部开裂、掉块等问题,威胁隧道运营安全。通过资料调研、数值计算及现场应用等方法,开展该类缺陷的危害性及整治措施研究。研究表明:以纵、环向2.0 m和6.0 m为界对衬砌厚度不足及脱空的严重程度进行了分级;当衬砌缺陷范围较小时,衬砌厚度变化对衬砌应力影响较小,当衬砌缺陷范围大于4 m 2、衬砌厚度小于设计厚度40%时会引起衬砌应力突变;当缺陷纵、环向单一尺寸大于2 m时,环向尺寸比纵向尺寸更易引起衬砌应力的变化;结合衬砌缺陷程度分级和衬砌厚度,对应提出了充填注浆、开窗修补和套衬3种整治方案;经依托工程实际应用,验证了缺陷程度分级的正确性、整治方案的可行性和有效性,可为隧道衬砌厚度不足及脱空的整治提供借鉴。 展开更多
关键词 运营隧道 拱顶 空洞 衬砌厚度不足 整治方案
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基于三维激光扫描的隧道衬砌厚度及混凝土用量计算方法
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作者 刘红峰 《铁道建筑》 北大核心 2024年第8期106-110,共5页
为实现施工过程中隧道衬砌厚度控制,在三维激光扫描技术的基础上,提出了基于激光扫描点云的隧道衬砌厚度及混凝土用量计算方法。采用三维激光扫描仪获取隧道毛洞、初期支护、二次衬砌内表面的三维点云,对这些数据进行坐标转换、切割处理... 为实现施工过程中隧道衬砌厚度控制,在三维激光扫描技术的基础上,提出了基于激光扫描点云的隧道衬砌厚度及混凝土用量计算方法。采用三维激光扫描仪获取隧道毛洞、初期支护、二次衬砌内表面的三维点云,对这些数据进行坐标转换、切割处理,并根据本文提出的计算方法对处理后的数据进行分析,得到衬砌的计算厚度及混凝土用量。经现场试验验证,本文的计算方法能够快速计算出衬砌厚度及混凝土用量,并能确定衬砌超厚、欠厚的位置;初期支护、二次衬砌的混凝土计算用量与实际用量分别相差0.90%、0.59%。本文的计算方法准确、有效,能够用于施工期间隧道衬砌厚度和混凝土用量的实时检测。 展开更多
关键词 铁路隧道 计算方法 三维激光扫描 点云 衬砌厚度 混凝土用量 现场试验
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衬砌厚度不足对隧道结构安全性的影响分析 被引量:22
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作者 张成平 张旭 +1 位作者 冯岗 张顶立 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期137-143,169,共8页
衬砌厚度不足缺陷的存在将显著改变隧道结构的力学状态,并对隧道结构的安全造成威胁。文章以Ⅳ级围岩双车道公路隧道为工程背景,采用数值模拟研究衬砌整体或局部厚度不足条件下隧道结构的安全状态。结果表明:衬砌厚度不足使缺陷处结构... 衬砌厚度不足缺陷的存在将显著改变隧道结构的力学状态,并对隧道结构的安全造成威胁。文章以Ⅳ级围岩双车道公路隧道为工程背景,采用数值模拟研究衬砌整体或局部厚度不足条件下隧道结构的安全状态。结果表明:衬砌厚度不足使缺陷处结构的轴力与弯矩减小,同时降低了结构的极限承载力,从而导致缺陷处隧道结构的安全系数显著降低;衬砌局部厚度不足对缺陷处隧道结构截面内力、承载力和安全系数具有显著影响,而对远离缺陷处隧道结构截面的影响相对较小;衬砌厚度整体或局部厚度不足时,衬砌厚度值与结构安全系数基本呈线性关系,经回归分析确定了满足结构安全要求的临界衬砌厚度值。研究成果可为存在衬砌厚度不足缺陷隧道的结构安全性分析及评价提供参考。 展开更多
关键词 隧道结构 衬砌厚度不足 安全系数 临界衬砌厚度 数值计算
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隧道衬砌厚度不足对安全性能的影响 被引量:13
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作者 张洋 王志杰 +2 位作者 周平 杨跃 季晓峰 《铁道建筑》 北大核心 2017年第3期53-57,共5页
结合荷载结构法和有限元法,建立隧道衬砌多处厚度不足模型,设计多种工况研究Ⅲ,Ⅳ和Ⅴ级围岩隧道衬砌多处厚度不足对衬砌安全性能的影响规律。研究结果表明:当隧道衬砌多个部位存在厚度不足时,隧道整体的承载性能出现减弱,拱顶为隧道衬... 结合荷载结构法和有限元法,建立隧道衬砌多处厚度不足模型,设计多种工况研究Ⅲ,Ⅳ和Ⅴ级围岩隧道衬砌多处厚度不足对衬砌安全性能的影响规律。研究结果表明:当隧道衬砌多个部位存在厚度不足时,隧道整体的承载性能出现减弱,拱顶为隧道衬砌厚度不足最敏感的区域;拱顶衬砌与围岩分离形成脱空区时承担荷载减少,安全系数增加;由于结构、荷载以及缺陷部位均对称,对称部位的安全性能演变规律一致;隧道上部衬砌厚度不足对其他部位的承载特征影响比较小。 展开更多
关键词 山岭隧道 安全系数 数值模拟 隧道 衬砌厚度 演变规律
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隧道衬砌厚度分布规律及结构可靠性分析 被引量:13
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作者 吴剑 仇文革 《现代隧道技术》 EI 2004年第1期22-25,共4页
通过对新建公路隧道衬砌厚度现场的测试 ,运用数理统计方法总结了厚度变化的规律 ,进行了结构可靠度分析 。
关键词 公路隧道 衬砌厚度测试 数理统计法 可靠度分析
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洞型及衬砌厚度对软岩隧洞围岩稳定性的影响 被引量:2
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作者 汤天彩 王瑞红 +1 位作者 李建林 周时 《水力发电》 北大核心 2015年第3期29-32,共4页
软岩隧道工程中,洞型及衬砌厚度是影响软岩隧洞围岩稳定性的重要因素。根据工程实际情况,采用岩土工程软件FLAC3D建立模型进行数值模拟,从位移、应力和塑性区等几个方面分析洞型及衬砌厚度对围岩稳定性的影响。研究结果表明,圆形断面为... 软岩隧道工程中,洞型及衬砌厚度是影响软岩隧洞围岩稳定性的重要因素。根据工程实际情况,采用岩土工程软件FLAC3D建立模型进行数值模拟,从位移、应力和塑性区等几个方面分析洞型及衬砌厚度对围岩稳定性的影响。研究结果表明,圆形断面为最优开挖断面;衬砌厚度增加时,位移量和塑性区范围反而减小,主应力相差不大:选取1m作为最终衬砌厚度。 展开更多
关键词 软岩隧洞 稳定性 洞型 地应力 衬砌厚度
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衬砌厚度对地下交叉隧道地震响应的影响 被引量:4
9
作者 晏成明 胡建平 杨勇 《水利与建筑工程学报》 2012年第3期174-177,共4页
以某地下立体交叉隧道结构为例,探讨了不同方向相同地震波分别激励下衬砌厚度对该类结构动力响应的影响。依据土与结构动力相互作用理论,针对切片的二维计算模型对地下隧道结构进行抗震分析不能完整体现结构地震响应规律的不足,应用有... 以某地下立体交叉隧道结构为例,探讨了不同方向相同地震波分别激励下衬砌厚度对该类结构动力响应的影响。依据土与结构动力相互作用理论,针对切片的二维计算模型对地下隧道结构进行抗震分析不能完整体现结构地震响应规律的不足,应用有限元软件ADINA建立了土-地下立体交叉隧道群三维整体有限元计算模型,对该地下结构进行了地震时程分析。计算结果表明:衬砌厚度增加,结构位移与应力响应有所减小,加速度响应有所增加,且影响程度不一。计算结果可为类似结构抗震设计提供必要依据。 展开更多
关键词 土与结构 衬砌厚度 立体交叉隧道 动力响应
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公路隧道衬砌厚度的探地雷达检测方法 被引量:2
10
作者 周鑫鑫 张鸿飞 史海涛 《能源技术与管理》 2008年第1期83-84,共2页
探地雷达方法具有分辨率高、成本低、快速、无损等优点。介绍了探地雷达的工作原理和工作方法,通过研究隧道衬砌厚度的探地雷达图谱特征,将探地雷达技术应用于衬砌厚度检测中,为隧道的衬砌厚度质量检测提供了一种高效的检测手段,并以某... 探地雷达方法具有分辨率高、成本低、快速、无损等优点。介绍了探地雷达的工作原理和工作方法,通过研究隧道衬砌厚度的探地雷达图谱特征,将探地雷达技术应用于衬砌厚度检测中,为隧道的衬砌厚度质量检测提供了一种高效的检测手段,并以某公路隧道为实例,说明了探地雷达技术在实际应用中的可行性和技术优势。 展开更多
关键词 探地雷达 隧道工程 衬砌厚度
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连拱隧道衬砌厚度对结构安全影响分析
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作者 王飞 李昊煜 沈洪波 《土工基础》 2012年第1期45-48,共4页
基于有限元分析了不同厚度下衬砌结构的受力特征,通过对比总结了衬砌结构安全系数随厚度的变化规律,得到了连拱衬砌厚度的合理取值。分析结果可以为连拱隧道衬砌工程设计提供参考。
关键词 连拱隧道 衬砌厚度 安全系数
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地质雷达在隧道衬砌厚度检测中的应用 被引量:6
12
作者 郭小凤 曾光宇 周巍 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1131-1134,共4页
介绍了地质雷达的工作原理及其在隧道衬砌厚度检测中的原理和技术。结合工程实例,对某隧道右边墙衬砌厚度进行了地质雷达无损检测。对该项地质雷达探测施工中的一些技术问题,如测线布置、数据采集、数据图像处理等进行了详细的介绍。结... 介绍了地质雷达的工作原理及其在隧道衬砌厚度检测中的原理和技术。结合工程实例,对某隧道右边墙衬砌厚度进行了地质雷达无损检测。对该项地质雷达探测施工中的一些技术问题,如测线布置、数据采集、数据图像处理等进行了详细的介绍。结合检测结果说明了地质雷达在隧道衬砌厚度检测中的优越性,并给出相关的施工建议。 展开更多
关键词 地质雷达 隧道 衬砌厚度 无损检测
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地质雷达在引水隧洞复合式衬砌厚度检测中的应用研究
13
作者 杜松 王凡 《红水河》 2016年第5期65-70,85,共7页
针对引水隧洞复合式衬砌厚度的精确检测,以四川某水电站引水隧洞为例,选取了六组典型断面,分析地质雷达剖面图特性,同时对其中一组断面的厚度值进行了定量分析。测试结果表明:围岩岩性、岩层的产状及围岩体的含水率对地质雷达剖面中厚... 针对引水隧洞复合式衬砌厚度的精确检测,以四川某水电站引水隧洞为例,选取了六组典型断面,分析地质雷达剖面图特性,同时对其中一组断面的厚度值进行了定量分析。测试结果表明:围岩岩性、岩层的产状及围岩体的含水率对地质雷达剖面中厚度参数的准确判读有明显影响;衬砌厚度精度判定与衬砌相对介电常数有关,在准确测定衬砌相对介电常数的条件下,能够定量分析复合式衬砌厚度,误差不超过10%;确定衬砌相对介电常数宜取多个标定点的平均值,并宜将地质雷达测试结果同钻孔录像结果进行对比分析。 展开更多
关键词 引水隧洞 地质雷达 衬砌厚度
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厦门钟鼓山原有隧道衬砌厚度和外侧围岩缺陷的无损检测
14
作者 石建光 李钢 《福建建设科技》 2013年第3期75-76,71,共3页
为建设厦门城市快速交通干线,需要对钟鼓山原有隧道进行扩建。在拆除已有隧道衬砌和开挖外围围岩时,确定原有隧道衬砌厚度和外侧围岩的空洞、破碎、断裂等情况,对施工安全和施工方案制定非常必要。为此,采用探地雷达技术对原有隧道衬砌... 为建设厦门城市快速交通干线,需要对钟鼓山原有隧道进行扩建。在拆除已有隧道衬砌和开挖外围围岩时,确定原有隧道衬砌厚度和外侧围岩的空洞、破碎、断裂等情况,对施工安全和施工方案制定非常必要。为此,采用探地雷达技术对原有隧道衬砌厚度和外侧围岩状态进行了检测。在隧道顶部布置三条沿隧道方向的检测线,用雷达探头分别对隧道的衬砌厚度和外部岩层缺陷进行探测,结果发现衬砌厚度很不均匀,厚度0.36~1.2米,多处与外部岩石直接接触。衬砌外侧有多处空洞、破碎、断裂或空洞伴有严重的破碎等危险情况存在。拆除衬砌时必须采取针对这些部位的安全措施,这为施工提供了明确的指导,从而保证工程的顺利完成。 展开更多
关键词 探地雷达 原有隧道 衬砌厚度 围岩缺陷
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连拱隧道衬砌厚度不足对结构安全性的影响研究 被引量:9
15
作者 张旭 成鹤 +2 位作者 许有俊 闵博 叶子剑 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2020年第11期1586-1593,共8页
为解决因衬砌厚度不足而诱发的连拱隧道结构裂损及安全问题,针对整体式曲中墙连拱隧道,通过相似模型试验,重点研究衬砌厚度不足条件下连拱隧道围岩压力特征、衬砌内力分布以及裂损演化规律。研究结果表明:1)连拱隧道中墙墙角部位的弯矩... 为解决因衬砌厚度不足而诱发的连拱隧道结构裂损及安全问题,针对整体式曲中墙连拱隧道,通过相似模型试验,重点研究衬砌厚度不足条件下连拱隧道围岩压力特征、衬砌内力分布以及裂损演化规律。研究结果表明:1)连拱隧道中墙墙角部位的弯矩最大,中墙墙角外表面产生裂缝,内表面结构压溃,裂损程度最为严重,为最不利位置。2)衬砌厚度不足部位的边缘是衬砌薄弱截面,左线左拱肩存在衬砌厚度不足时,厚度不足位置右边缘的衬砌内侧开裂;左线左边墙存在衬砌厚度不足时,厚度不足位置上边缘的衬砌外侧开裂。3)连拱隧道中墙顶部与拱腰接触部位出现较大的拉应力,衬砌厚度不足位置的改变对中墙顶部衬砌受力造成一定的影响,厚度不足位置对侧隧道中墙右上角部位的裂缝出现晚于拱顶裂缝,是连拱隧道结构破坏的重点区域。 展开更多
关键词 连拱隧道 衬砌厚度不足 结构安全 内力 破坏过程 模型试验
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围岩特性与衬砌厚度对隧洞衬砌混凝土温度应力的影响 被引量:6
16
作者 李俊 方朝阳 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第3期132-136,共5页
为探明围岩特性与衬砌厚度对衬砌混凝土温度应力的影响,从而制定合理的温控标准,提出了技术可行、经济合理的温控措施,确保了白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土具有较高的抗裂安全性。根据白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土的结构和材料特性以... 为探明围岩特性与衬砌厚度对衬砌混凝土温度应力的影响,从而制定合理的温控标准,提出了技术可行、经济合理的温控措施,确保了白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土具有较高的抗裂安全性。根据白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土的结构和材料特性以及边界条件,利用ANSYS对衬砌施工过程中的温度场和应力场进行三维计算。结果表明:衬砌厚度越大,混凝土温度越高,最高温度出现时间越晚;围岩强度越高,衬砌厚度越大,产生的拉应力就越大;而围岩强度越差,衬砌厚度越大,对应的拉应力相对较小。围岩特性与衬砌厚度共同影响着衬砌混凝土温度和温度应力变化趋势,因此,为确保混凝土抗裂安全性,对不同围岩特性的地段应选择不同的衬砌厚度。研究结果可供类似工程参考。 展开更多
关键词 泄洪洞 混凝土 围岩特性 衬砌厚度 温度场 温度应力
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激光断面仪在隧道衬砌厚度检测中的应用 被引量:7
17
作者 曾辉辉 朱本珍 《铁道建筑》 北大核心 2006年第9期38-39,共2页
以往激光断面仪主要用于隧道断面的测量及隧道开挖过程中超欠挖的控制,还没有用于衬砌厚度的量测。文章主要介绍了激光断面仪在检测初期支护混凝土厚度中的应用,并通过对两个初支衬砌厚度检测的实例分析,说明该方法的优越性。
关键词 激光断面仪 隧道 衬砌厚度 检测
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隧道衬砌厚度的分布规律和结构可靠性分析 被引量:4
18
作者 杨建宏 高新强 吴剑 《四川建筑》 2003年第1期28-29,共2页
通过对新建公路隧道衬砌厚度现场的调查 ,运用数理统计方法总结了厚度变化的统计规律 ,进行了可靠度分析 ,并分析其对工程成本的影响。
关键词 公路隧道 衬砌厚度 可靠度 工程成本 数理统计
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地质雷达在隧道衬砌厚度检测中的准确度分析 被引量:5
19
作者 孙凯 肖正福 《路基工程》 2013年第3期148-152,156,共6页
从隧道衬砌检测为切入点,论述了地质雷达在隧道衬砌厚度检测中,由于忽略或不够重视介电常数的修正、里程标注、天线操控等环节,造成检测结果准确度不高;针对这些环节逐一地进行分析,证实其对检测准确度的影响很大;强调了在检测工作中应... 从隧道衬砌检测为切入点,论述了地质雷达在隧道衬砌厚度检测中,由于忽略或不够重视介电常数的修正、里程标注、天线操控等环节,造成检测结果准确度不高;针对这些环节逐一地进行分析,证实其对检测准确度的影响很大;强调了在检测工作中应认真掌握这些环节的技术要点,提高检测工作的准确度。 展开更多
关键词 地质雷达 隧道 衬砌厚度 介电常数 准确度
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渠道防渗现浇混凝土渠防冻胀衬砌厚度计算 被引量:1
20
作者 薛洁 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2001年第4期38-41,45,共5页
序论 水是人类生存的命脉。而我国又是个缺水国家。然而,多年来,寒冷的三北地区大量混凝土渠防渗工程由于遭受了严重冻胀破坏,流失了大量水资源,严重地影响了农田灌溉的经济效益。如,我院曾和水利水电科学研究院合作,在房滦涿三岔沟干... 序论 水是人类生存的命脉。而我国又是个缺水国家。然而,多年来,寒冷的三北地区大量混凝土渠防渗工程由于遭受了严重冻胀破坏,流失了大量水资源,严重地影响了农田灌溉的经济效益。如,我院曾和水利水电科学研究院合作,在房滦涿三岔沟干渠上作了长1500 m混凝土渠道防渗试验工程。未冻前,每年节约水资源235.3万m^3,扩灌面积每年增产粮食35.6万kg。经过一个冬季,现浇混凝土渠段,发生了严重冻胀破坏,裂缝和凸胀的占衬砌长的60%左右,流失了大量水资源,降低了防渗效果。又如大西北新疆生产建设兵团古尔图柳干渠,年输水总量3亿m^3,先用150号混凝土和砂砾垫层等衬砌,经过一个冬季,发生了严重冻胀破坏。 展开更多
关键词 现浇混凝土 防冻胀 渠道防渗 冻胀量 冻胀破坏 厚度计算 衬砌厚度 冻胀力 冻深 水资源
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