火灾下热传导-蒸汽压耦合作用对隧道衬砌受力特性与灾变机理影响研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51578292
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0806.工程建造与服役
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

A large number of domestic and foreign cases demonstrate the significantly deteriorated mechanical performance and easily occurred spalling of tunnel lining in fire. This problem is directly related to the coupled heat conduction and vapor pressure in the tunnel lining exposed to fire, which has become the domestic and foreign academic research focus. However, almost all of the existing model test, theoretical and numerical analysis are difficult to accurately reflect the tunnel lining’s mechanical characteristics under coupled heat conduction and vapor pressure, resulting the disaster mechanism of tunnel lining in fire remains unclear and lacking systematical and in-depth study. This project aims to the tunnel lining’s mechanical characteristics under coupled heat conduction and vapor pressure in fire. The study on influence of tunnel lining's mechanical behavior and disaster mechanism under coupled heat conduction and vapor pressure in fire, will be carried out using the research platform of nonlinear analysis method for structure damage combined with the mass transfer theory. The action mechanism of coupled heat conduction and vapor pressure in tunnel lining exposed to fire will be analyzed in three-dimensional space. The numerical analysis method for tunnel lining’s mechanical characteristics in fire will be developed, taking account of the coupled heat conduction and vapor pressure, and the influence of tunnel lining’s mechanical characteristics and disaster mechanism due to coupled heat conduction and vapor pressure in fire will be disclosed, provided a theoretical basis for the study of lining structure’s fire resistance in tunnels and underground engineering, which has very important theoretical significance and wide application prospect.
国内外大量隧道火灾案例表明,火灾将极大劣化混凝土衬砌结构力学性能并易导致其产生爆裂。该问题与火灾高温下衬砌内部热传导-蒸汽压耦合作用直接相关,这已成为当前国内外学术界研究热点。然而,现有模型试验、理论与数值分析均难以准确反映热传导-蒸汽压耦合作用对火灾下衬砌结构受力特性影响,致使火灾下隧道衬砌灾变机理尚不明确,且缺乏系统深入研究。本项目针对火灾下隧道衬砌处于热传导-蒸汽压耦合作用受力特点,以与物质移动理论相结合的结构破坏非线性分析方法为研究平台,开展火灾下热传导-蒸汽压耦合作用对隧道衬砌受力特性与灾变机理影响研究,分析衬砌结构在三维空间热传导与蒸汽压耦合作用机理,建立火灾下考虑热传导-蒸汽压耦合作用的隧道衬砌受力特性数值分析方法,揭示热传导-蒸汽压耦合作用对隧道衬砌受力特性与灾变机理影响规律,预期成果将为隧道与地下工程衬砌结构耐火性能研究提供理论基础,具有十分重要理论意义和广泛应用前景。

结项摘要

火灾高温将极大劣化隧道混凝土衬砌结构力学性能。然而,火灾高温下混凝土衬砌内部出现热传导、蒸汽压移动等现象,表现出热传导-蒸汽压耦合作用的受力特点,使得火灾高温下隧道混凝土衬砌受力特性尤为复杂,且缺少有效分析方法。本项目在研究表征混凝土单向热传导与蒸汽压移动规律的杆单元特性、表征裂缝对混凝土结构蒸汽压移动影响的杆单元模型基础上,构建了适应隧道衬砌热传导与开裂前后蒸汽压不同移动规律的三维杆单元网络模型。在优化已有的用于混凝土结构受力性能分析数值模型基础上,研究了将三维杆单元网络模型嵌入受力性能分析数值模型,形成了火灾高温下考虑热传导-蒸汽压耦合作用的隧道混凝土衬砌受力特性数值分析方法,为隧道与地下工程混凝土衬砌结构耐火性能研究提供分析工具。此外,开发了一种具有高力学性能、高延性、表面保护功能、可持续等优势的应变硬化水泥基复合材料(Strain Hardening Cementitious Composite,简称SHCC),其用于损伤隧道混凝土衬砌加固,可以显著提高衬砌结构的承载能力及耐久性。在研究混凝土衬砌既有裂缝引起SHCC加固层延性变化机理、SHCC加固混凝土衬砌剪力传递机理基础上,形成用于分析SHCC加固混凝土衬砌受力性能的精细化数值方法。本项目的完成有助于推动隧道与地下工程混凝土衬砌结构耐火性能提升。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
Shear stress transfer model for evaluating the fracture behaviour of SHCCs for RC shear strengthening
用于评估 RC 剪切强化 SHCC 断裂行为的剪切应力传递模型
  • DOI:
    10.1680/jmacr.17.00104
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Magazine of Concrete Research
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Yongxing Zhang;Hui Peng;Weihua Lu
  • 通讯作者:
    Weihua Lu
Damage in concretelining of an operational tunnel
运营隧道混凝土衬砌损坏
  • DOI:
    10.1061/(asce)cf.1943-5509.0001032
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Performance of Constructed Facilities
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Yongxing Zhang;Yufeng Shi;Yiding Zhao;Junsheng Yang
  • 通讯作者:
    Junsheng Yang
Damaging behavior investigation of an operational tunnel structure induced by cavities around surrounding rocks
运营隧道结构围岩空洞破坏行为研究
  • DOI:
    10.1016/j.engfailanal.2019.02.023
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    ENGINEERING FAILURE ANALYSIS
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhao, Yiding;Liu, Cheng;Feng, Tugen
  • 通讯作者:
    Feng, Tugen
Investigation on shear fracture behavior of strain-hardening cementitious composites
应变硬化水泥基复合材料剪切断裂行为研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Advances in Cement Research
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Yongxing Zhang;Shu Bai;Yan Yang;Xueming Zhang
  • 通讯作者:
    Xueming Zhang
Characteristics of deformation and damping of cement treated and expanded polystyrene mixed lightweight subgrade fill under cyclic load
循环荷载作用下水泥处理膨胀聚苯乙烯混合轻质路基填料的变形和阻尼特性
  • DOI:
    10.3390/app9010167
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    APPLIED SCIENCES-BASEL
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Weihua Lu;Linchang Miao;Junhui Zhang;Yongxing Zhang;Jing Li
  • 通讯作者:
    Jing Li

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

考虑土拱效应挡土墙绕墙底转动的主动土压力
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    土木建筑与环境工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张永兴;陈林
  • 通讯作者:
    陈林
锚杆参数对锚固边坡抗震性能影响研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐乾;张永兴;陈建功
  • 通讯作者:
    陈建功
基于非线性统一强度理论的裂隙岩
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    应用力学学报. 2006.23(3).373-376
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周小平*;张永兴
  • 通讯作者:
    张永兴
碎裂板岩不同含水状态下蠕变特性试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    解放军理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘小军;张永兴;王桂林;黄达
  • 通讯作者:
    黄达
基于柔度差平均曲率的悬臂挡墙损伤识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    公路交通科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘礼标;张永兴
  • 通讯作者:
    张永兴

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码