FRP網(wǎng)格加固隧道結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、隨著國內(nèi)外盾構(gòu)隧道的大量建設(shè)和運(yùn)營，盾構(gòu)隧道縱向不均勻沉降等問題逐漸凸顯。尤其是在軟土地區(qū)，盾構(gòu)隧道在運(yùn)營過程中由于種種原因發(fā)生過量的縱向沉降或不均勻沉降，引發(fā)隧道滲水漏泥、結(jié)構(gòu)局部破壞，或內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如地鐵軌道）發(fā)生縱向扭曲變形，而影響隧道的正常運(yùn)營。這給隧道結(jié)構(gòu)安全、地鐵列車運(yùn)營的安全性及舒適性帶來一定的威脅。目前，很多隧道加固研究是加固隧道斷面，只有較少學(xué)者對隧道縱向進(jìn)行過加固研究。本文提出了一種新的隧道加固方法——采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)

2、合材料(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic)網(wǎng)格在盾構(gòu)隧道內(nèi)壁進(jìn)行加固，該方法不僅能維修裂縫、滲漏水等普通病害，對于盾構(gòu)隧道環(huán)縫薄弱處，也能大大提高其剛度，從而提高盾構(gòu)隧道縱向等效抗彎剛度，減小不均勻沉降帶來的環(huán)縫張裂和縱向變形，達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。
　　首先，本文介紹了CFRP網(wǎng)格的制作工藝。該工藝采用真空輔助成型技術(shù)制備網(wǎng)格，并對該批次網(wǎng)格進(jìn)行單向拉伸實(shí)驗(yàn)，獲得準(zhǔn)確的網(wǎng)格

3、材性，為后期進(jìn)一步研究提供基礎(chǔ)。
　　其次，本文針對CFRP網(wǎng)格加固隧道結(jié)構(gòu)施工過程中涉及到的錨固問題，進(jìn)行了雙剪實(shí)驗(yàn)，對網(wǎng)格與混凝土板表面采用不同粘結(jié)方式時(shí)的錨固性能進(jìn)行了研究。采用不同種粘結(jié)劑（粘鋼膠、聚合物砂漿），通過混凝土板表面是否開槽、是否打錨栓等參數(shù)變化的性能進(jìn)行對比。研究表明，采用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)網(wǎng)格均發(fā)生網(wǎng)格材料破壞，而對于聚合物砂漿錨固、錨栓及開槽處理提高了網(wǎng)格與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度，有效提高了網(wǎng)格材料的強(qiáng)度利用率

4、。
　　再次，本文以北京地鐵四號線、五號線盾構(gòu)區(qū)間管片環(huán)以及南京地鐵某段隧道為原型按1∶8比例進(jìn)行混凝土隧道模型試驗(yàn)，對有初始損傷的隧道模型進(jìn)行內(nèi)部粘貼CFRP網(wǎng)格加固，并與未加固隧道在相同條件和相同加載模式下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比。試驗(yàn)結(jié)果表明，在裂損隧道模型內(nèi)進(jìn)行粘貼CFRP網(wǎng)格進(jìn)行錨固以提高結(jié)構(gòu)縱向承載力。通過分析隧道彈性階段剛度，發(fā)現(xiàn)彈性階段前期由于加固后的隧道存在初始損傷，其剛度略低于未加固的隧道模型。隨著加載進(jìn)行，網(wǎng)格性