文档介绍：研究生学位论文的断裂力学设计方法钢纤维喷射混凝土隧道初期支护工学硕士业桥梁与隧道工程李志业教授二李岳迥炅西南交通大学年姓级名申请学位级别专指导教师
墒季西南交通大学硕士研究生学位论文钢纤维混凝土是一种新型的复合材料,它具有韧性好,抗冲击能力强等本文以钢纤维喷射混凝土这种新型的支护材料为研究对象,通过在武隆隧道现场制得的试件进行基本的力学试验和韧性试验的研究,得出钢纤维混本文对日本规范中按断裂力学方法设计隧道衬砌厚度的假设进行了修正而不发生脆性破坏。因此,钢纤维喷射混凝土作为初期支护更适合用在围岩关键字:断裂力学、设计、钢纤维喷射混凝土、隧道、初期支护第特点。将它运用于隧道支护体系,可以减少衬砌厚度,代替钢筋网的使用,直接减少施工费用;同时,可以增提高衬砌的抗渗性、抗裂性等,减少维修费用,增长使用寿命,具有明显的经济效应。凝土与普通混凝土相比具有较强的韧性特征和抗裂能力。并根据实验结果得到钢纤维喷射混凝土的合理掺量和配比。本文还从断裂力学的角度,研究了钢纤维对混凝土增强、增韧的物理特性。同时根据试验观测和数据分析结果,大裂缝高度和钢纤维混凝土拉应力H缓笥酶慕蟮亩狭蚜ρ杓品椒ǘ钢纤维混凝土作为初期支护的承载能力进行了结构计算。计算结果表明,钢纤维喷射混凝土由于优越的韧性,在开裂后可以继续承受围岩传递的荷载,大变形的场合。本文最后还通过现场量测,对用钢纤维喷射混凝土支护的级围岩进行了反分析计算。分析结果表明,用钢纤维喷射混凝土支护的围岩处于稳定状态。因此,用钢纤维喷射混凝土作为隧道初期支护在实践中是可取的;用断裂力学方法设计钢纤维喷射混凝土在设计方法上是安全的。■!,、
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,如自重大、抗拉强度较低、抗拉断裂应变值小,易于开裂、性质较脆途径。从混凝土的发展过程可以看出,改性混凝土将是世纪混凝土研究第混凝土目前已成为当代用量最大的人造建筑材料。但混凝土也存在~些等。这些缺点在一定条件下限制了混凝土结构的应用范围,使其优势得不到充分发挥。目前,在结构工程中存在的一个相当普遍且严重的问题是结构的开裂,并且近几年日益严重和增多,严重影响到混凝土的耐久性。尽管人们采取各种方法,但混凝土裂缝仍然到处可见,特别是新修或维修的混凝土路面及隧道喷射混凝土⋯。混凝土开裂对混凝土耐久性影响深远,一旦混凝土出现裂缝,混凝土中钢筋的锈蚀难以避免。这些可见或不可见的裂缝严重影响混凝土耐久性和结构的可靠性。为了提高混凝土耐久性,必须应用高抗裂的高性能混凝土,从增强混凝土内在品质的兔度提高混凝土耐久性。长期以来国内外的专家学者致力于探索改善混凝士性能的各种方法和的主要方向。钢纤维混凝土就是一种典型的改性混凝土,它显著地提高了混凝土原有的抗拉、抗弯强度和断裂延伸率,特别是提高了混凝土的韧性和抗冲击性,从而极大改变了混凝土原来一直作为脆性材料的概念。钢纤维混凝土的抗拉强度、弯拉强度、抗剪强度均有明显提高;窒宋诨逯锌擅飨越档驮缙谑账趿逊欤⒖山档臀露攘逊旌统期收缩裂缝;宋炷恋牧押蟊湫涡阅苊飨愿纳疲淝托蕴岣呒副兜郊甘叮压缩韧性也有一定程度提高,极限应变也有所提高。受压破坏时,基体裂而不碎;窒宋炷恋氖账醣湫魏托毂浔湫谓匣寤炷劣小ǘǔ潭鹊亟低;宋炷康目雇淦@秃屯淅@托阅埽约翱钩寤骱涂贡ㄐ阅显著提高:
、抗冲切强度、局部受压强度和抗扭强度,并延缓裂缝出现,降低裂缝宽度,提高构件的裂后刚度,提高构件的延性:由于钢纤维可降低混凝土微裂缝和阻止宏观裂缝的扩展,故可使其耐磨性、耐腐蚀性、耐冲刷性、抗冻融性和抗渗性有不同程度的提高:使侵蚀介质侵入机体的速率降低,对钢筋混凝土构件中钢筋的防腐是有利。在促进钢纤维混凝土技术发展和实用化过程中,其基本性能和基础理论的研究十分重要。自本世纪年代以来,国内外对钢纤维混凝土的基本力学特性、增强机理和各种构件的结构性能等方面都作了大量工作,取得不少进展,但仍有许多重要问题亟待研究解决。特别是对钢纤维混凝土的强度、变形和损伤的本构特性,以及疲劳变形与其损伤演化规律的研究尤为薄弱,远未得到满意的解决,从而影响钢纤维混凝土技术的进一步发展和推广应用。材料本构性能的研究是结构理论研究和工程设计的基础,采用的材料本构关系的精度极大程度上决定着计算结果能否正确地反映结构行为的实际情况,往往所用本构关系的理论水平体现着设计水平的高低,采用比较符合实际的本构关系可以得到更为经济、合理的设计。因此,材料本构特性的研普通钢纤维混凝