公路隧道襯砌砼抗?jié)B試驗及阻裂效應研究.pdf

1、隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，公路建設的迅速發(fā)展，在特定條件下隧道方案的優(yōu)越性逐漸為越來越多的人所認識，隧道工程日益增多。我國西部地區(qū)地形及地質結構復雜，在隧道開挖和運營隧道的維護中，滲漏水問題成為公路隧道當前最為突出的通病，滲漏水的存在會危及汽車運營安全，危害電氣設施，影響隧道洞內(nèi)美觀。我國當前對公路隧道防水技術與材料的研究仍相當少，現(xiàn)有的防水技術與材料還存在不少問題，在許多方面都有待于進一步研究。 在大量分析、研究國內(nèi)外科技

2、資料和對重慶地區(qū)的高速公路隧道滲漏情況進行實地調(diào)查的基礎上，分析研究了國內(nèi)外公路隧道防水的研究及應用現(xiàn)狀；運用概率斷裂力學對由襯砌混凝土開裂導致的滲漏進行了分析，揭示了公路隧道的滲漏機理。開展了摻加不同外加劑(微膨脹劑、聚丙烯纖維)的隧道二次襯砌混凝土阻裂、抗?jié)B實驗研究，實驗結果表明：聚丙烯纖維阻礙砂漿開裂和提高混凝土抗?jié)B性能的效果都大大優(yōu)于微膨脹劑。 從分析膨脹劑的化學反應出發(fā)，本文研究了其膨脹機理，進而揭示了微膨脹混凝土防水

3、機理。通過對阻裂和抗?jié)B試驗結果的分析，指出了對不同配合比的混凝土，微膨脹劑摻量應通過試驗來確定，才能達到滿意的阻裂、抗?jié)B效果，過大的摻量反而會導致混凝土脹裂，抗?jié)B性能下降。 根據(jù)細觀結構力學分析，并結合斷裂力學原理，聚丙烯短纖維對含有Ⅰ型裂縫的混凝土基體的裂紋擴展阻礙效應解析式可表達為： 當裂紋面內(nèi)含有偶數(shù)根纖維時： φI=1-2Efr02[1-sech(ns)]/EmRaN/2∑i=11/√1-[(2i-1)R

4、/2a]2; 當裂紋面內(nèi)含有奇數(shù)根纖維時： φI=1-Efr02[1-sech(ns)]/EmRa((N-1)/2∑i-12/√1-(iR/a)2+1)。 通過數(shù)值計算對聚丙烯纖維混凝土的抗?jié)B機理作出了合理解釋：計算表明聚丙烯短纖維對混凝土基體裂紋擴展的阻礙效應主要來源于裂紋尖端處的纖維。由于聚丙烯纖維在混凝土中數(shù)量眾多、纖維間距小，裂紋每擴展到一根纖維處時都要受到極大的阻礙，裂紋長度大大減??；裂紋要繼續(xù)擴展除要