熱害隧道噴射混凝土性能研究及結(jié)構(gòu)行為分析.pdf

1、隨著我國鐵路的快速發(fā)展及隧道施工技術(shù)的不斷進步，隧道建設(shè)逐漸向長大深埋的方向發(fā)展，同時也遇到了高溫地?zé)釂栴}，但當(dāng)前的研究主要局限在通過臨時措施或外部措施來改善當(dāng)時的熱害問題，而并沒有進行機理性的研究以及對長期高溫下材料熱害性能的分析。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目(51008253)和大瑞鐵路高黎貢山隧道項目，通過試驗研究和數(shù)值模擬，對與基層直接粘結(jié)的噴射混凝土的熱害性能進行研究。主要研究工作及成果如下:
　　 (1)研究了熱害對

2、噴射混凝土與巖石的粘結(jié)強度的影響。通過巖石大板選擇、模擬熱害環(huán)境設(shè)計、濕噴混凝土技術(shù)、粘結(jié)強度測試方法（劈裂法和鉆芯拉拔法）及細(xì)觀測試對熱害環(huán)境兩種強度等級（C25和C30）噴射混凝土與巖石的粘結(jié)強度進行試驗研究。試驗結(jié)果表明，干熱環(huán)境和濕熱環(huán)境均體現(xiàn)了熱害引起的粘結(jié)強度倒縮的現(xiàn)象，而干熱環(huán)境下噴射混凝土與巖石的粘結(jié)強度相對于濕熱環(huán)境干縮更明顯，并且隨溫度升高干縮加劇，尤其是70℃工況更為顯著。
　　 (2)研究了熱害對噴射混凝

3、土變形性能的影響。試驗采用接觸法，對各熱害工況及70℃-干工況下?lián)郊硬煌瑩搅康姆勖夯?、礦渣粉、體積率1.0％鋼纖維、0.9kg/m3聚丙烯纖維、雙摻纖維噴射混凝土進行收縮試驗研究。試驗結(jié)果表明，噴射混凝土在濕熱環(huán)境下表現(xiàn)為膨脹，在干熱環(huán)境下干縮較大，而鋼纖維的摻入可以很好的抑制噴射混凝土的干縮。
　　 (3)進行了熱害環(huán)境噴射混凝土粘結(jié)強度的改善性研究。對70℃-干和70℃-濕兩種工況下?lián)饺?5％粉煤灰、25％礦渣粉、雙摻礦渣和

4、粉煤灰、體積率1％鋼纖維、0.9kg/m3聚丙烯纖維及雙摻纖維后的C25噴射混凝土劈裂抗拉粘結(jié)強度進行試驗研究，并與基準(zhǔn)噴射混凝土作對比分析。試驗結(jié)果表明，單摻粉煤灰對濕熱環(huán)境中噴射混凝土與巖石的粘結(jié)強度有明顯改善作用，單摻鋼纖維則能夠提高干熱環(huán)境中噴射混凝土與巖石的粘結(jié)強度。
　　 (4)采用ANSYS有限元法對高黎貢山隧道(Ⅴ)級圍巖淺埋段進行數(shù)值模擬，分析了隧道在圍巖壓力和地?zé)狁詈献饔孟聹囟葓龅姆植技皯?yīng)力變化。分析結(jié)果表明