纖維混凝土管片設(shè)計(jì)研究及工程應(yīng)用.pdf

1、纖維混凝土(Fibre Reinforced Concrete,簡(jiǎn)稱FRC)作為一種新型復(fù)合建筑材料，具有優(yōu)良的物理、力學(xué)性能，與普通混凝土相比，其抗拉、抗彎強(qiáng)度及耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、耐疲勞性、韌性和抗裂、抗爆等性能可得到提高。國(guó)外都對(duì)其進(jìn)行了深人的理論研究和廣泛的工程實(shí)踐。但目前國(guó)內(nèi)這方面的研究較少，缺乏完整、可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)用于管片的設(shè)計(jì)，使得其應(yīng)用受到局限。 本文結(jié)合“預(yù)制纖維混凝土管片的綜合研究與應(yīng)用”課題，分析了纖維混

2、凝土管片強(qiáng)度增強(qiáng)機(jī)理和抗開(kāi)裂作用機(jī)理。并通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，分析了纖維體積摻量與阻裂效果間的線性關(guān)系，得出獲得增強(qiáng)效果的最小纖維體積摻量。 根據(jù)該課題的前期研究成果，提出了纖維混凝土盾構(gòu)管片配合比設(shè)計(jì)、材料參數(shù)和設(shè)計(jì)指標(biāo)；對(duì)纖維混凝土管片承載力設(shè)計(jì)方法做了系統(tǒng)研究，進(jìn)一步完善了纖維混凝土偏心受壓斜截面計(jì)算方法。通過(guò)課題前期纖維混凝土抗早齡期收縮試驗(yàn)和電阻率試驗(yàn)等各項(xiàng)耐久性試驗(yàn)，得出纖維混凝土管片耐久性設(shè)計(jì)依據(jù)和鋼纖維摻量的控制標(biāo)準(zhǔn)

3、。 本文通過(guò)對(duì)纖維混凝土管片應(yīng)用試驗(yàn)研究，證實(shí)了纖維混凝土管片內(nèi)力滿足設(shè)計(jì)承載力要求，并有足夠的安全儲(chǔ)備；并能明顯減少了拼裝施工過(guò)程中的裂縫。研究結(jié)果證實(shí)纖維混凝土管片抗開(kāi)裂等安全性能比普通鋼筋混凝土管片具有明顯的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用驗(yàn)證了纖維混凝土管片配合比、材料指標(biāo)、設(shè)計(jì)強(qiáng)度及設(shè)計(jì)參數(shù)等各項(xiàng)研究成果的正確性。 通過(guò)對(duì)接頭螺栓應(yīng)力、接縫張開(kāi)位移、端部應(yīng)力的量測(cè)，分析了縱向、環(huán)向接頭的力學(xué)效應(yīng)的一些規(guī)律、錯(cuò)縫接頭對(duì)臨

4、近環(huán)管片應(yīng)力傳遞的影響，得到了彎矩傳遞系數(shù)，并以此簡(jiǎn)化錯(cuò)縫拼裝計(jì)算模型，并由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了彎矩傳遞系數(shù)的合理性。 通過(guò)模擬千斤頂推力計(jì)算，分析現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段管片的破壞形態(tài)以及開(kāi)裂的原因，計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)吻合，計(jì)算表明鋼筋鋼纖維混凝土管片能有效控制施工階段管片的開(kāi)裂破壞。 至此，本文研究結(jié)果證實(shí)了纖維混凝土管片用于地鐵隧道工程是可行的。實(shí)際應(yīng)用中大量的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)方法的完善具有一定的指導(dǎo)作用。同時(shí)對(duì)同類工程也具有一定的指導(dǎo)