隧道二襯纖維混凝土防滲抗裂性能研究.pdf

1、在世界范圍內(nèi)，隧道二襯混凝土的開裂和滲漏水是影響隧道安全運(yùn)營(yíng)最嚴(yán)重的病害。隧道二襯混凝土開裂和滲漏水引起地下水對(duì)隧道二襯混凝土的侵蝕破壞及凍融破壞，增加洞內(nèi)濕度，降低風(fēng)機(jī)、燈具等器械的工作效率，降低隧道二襯結(jié)構(gòu)的可靠度。基于以上問(wèn)題，本文在已有混凝土配合比的基礎(chǔ)上在混凝土中摻加鋼纖維、碳纖維等材料研究隧道二襯纖維混凝土防滲抗裂性能，對(duì)混凝土工作性能、基本力學(xué)性能、本構(gòu)關(guān)系、抗沖擊性能以及抗?jié)B性能進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括

2、：⑴對(duì)隧道二襯結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，考慮圍巖應(yīng)力對(duì)混凝土二襯結(jié)構(gòu)受力的影響并分析了隧道二襯混凝土開裂機(jī)理及裂縫防治措施，指出纖維混凝土是解決隧道二襯開裂和滲漏的一條途徑。⑵單摻鋼纖維、碳纖維能夠提高混凝土立方體抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度，并且隨著纖維摻量的增加，各強(qiáng)度逐漸增加;鋼纖維和碳纖維具有協(xié)同作用，雙摻對(duì)力學(xué)性能的改善更好，利用matlab編程建立了各強(qiáng)度指標(biāo)與鋼纖維、碳纖維摻量之間的三維線性關(guān)系。⑶鋼纖維混凝土彈性

3、模量隨著鋼纖維摻量的增加而增加，碳纖維對(duì)混凝土彈性模量的影響不明顯;混凝土峰值應(yīng)變隨著鋼纖維、碳纖維摻量的增加而增加，纖維混雜時(shí)增長(zhǎng)幅度更大，峰值應(yīng)變與鋼纖維摻量、碳纖維摻量之間滿足三維線性關(guān)系;單摻鋼纖維、碳纖維能夠提高混凝土抗壓韌度，纖維雙摻比單摻更能提高混凝土抗壓韌度;纖維對(duì)混凝土抗壓韌度的改善主要體現(xiàn)在對(duì)峰值后抗壓韌度的提高上;建立了基于過(guò)鎮(zhèn)海模型以及CEB-FIP模型的隧道二襯纖維混凝土軸壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€方程。⑷通過(guò)ACI混

4、凝土沖擊試驗(yàn)方法研究了纖維混凝土抗沖擊性能，試驗(yàn)結(jié)果表明隨著鋼纖維、碳纖維摻量提高，混凝土開裂前韌性和開裂后韌性均得到了提高;雙摻纖維表現(xiàn)出對(duì)抗沖擊性能更好的改善作用;纖維對(duì)混凝土抗沖擊韌性的提高主要體現(xiàn)在開裂后混凝土的韌性提高上;引入纖維混雜效應(yīng)系數(shù)，雙摻鋼纖維和碳纖維具有正混雜效應(yīng);基于混凝土斷裂力學(xué)理論分析了混凝土開裂機(jī)理和纖維混雜對(duì)裂紋開裂的抑制機(jī)理;纖維混凝土沖擊韌性和抗壓韌度具有較好的相關(guān)性。⑸隧道二襯纖維混凝土抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果