公路隧道衬砌砼抗渗试验及阻裂效应研究

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1、公路隧道村砌砼抗渗试验及5凡裂效应研究摘要随着我同两部人开发战略的实施，公路建设的迅速发展，在特定条件卜隧道乃案的优越性逐渐为越来越多的人所认识，隧道r程日茄增多。我国两郜地区地形及地质结构复杂，在隧道丌挖和运营隧道的维护中，渗漏水问题成为公路隧道当前最为突出的通病，渗漏水的存存会危及汽车运营安全，危害电气设施，影响隧道洞内美观。我同当前对公路隧道防水技术与材料的研究仍市H当少，现有的防水技术与利料还存在小少问题，在许多方面都有待于进。步研究。在大量分析、研究同内外科技资料和对重庆地区的高速公路隧道渗漏情况进行实地凋查的基础上，分析研究厂同内外公路隧道防水的研究及应用现状：运用概

2、率断裂力学对由衬砌混凝十-开裂导致的渗漏进行了分析，揭示，公路隧道的渗漏机理。丌展了掺DII，I-；同外加剂(微膨胀剂、聚内烯纤维)的隧道二次衬砌混凝L阻裂、抗渗实验研究，实验结果表明：聚丙烯纤维阻碍砂浆开裂和提高混凝七抗渗性能的效果都大大优于微膨胀剂。从分析膨胀剂的化学反应出发，本文研究了其膨胀机理，进而揭示了微膨胀混凝上防水机理。通过对阻裂和抗渗试验结果的分析，指出了对不同配台比的混凝土，微膨胀剂掺量J衄通过试验来确定，才能达到满意的阻裂、抗渗效果，过大的掺量反而会导致混凝土胀裂，抗渗性能下降。根据细观结构力学分析，并结合断裂力学原理，聚丙烯短纤维对含有I型裂缝的混凝土挂体的

3、裂纹扩展阻碍效应解析式可表达为：当裂纹面内含有偶数根纤维时：N，2一力=1-2Ei4[1一sech(MJ)]IE．Ra罗ll√1一[(2i一1)尺／2口】2；l；l当裂纹面内含有奇数根纤维时：fⅣ一i)12一办=1一■芬【1-seeh(ns)]／E。Ra(∑2／,D一(iR／a)2+1)。l=l通过数值计算对聚内烯纤维混凝七的抗渗机理作出了合理解释：计算表明聚丙烯短纤维对混凝十基体裂纹扩展的阻碍效应主要来源于裂纹尖端处的纤维。由于聚丙烯纤维在混凝土中数量众多、纤维r口lTP／b，裂纹每扩展到’一根纤维处时都要受到极大的阻碍，裂纹长度大大减小；裂纹要继续扩展除要增大外加应力外，裂纹

4、的扩展方向也要发生改变，这使得混凝上中裂纹不易相互贯通。根据松F的研究，裂缝漏水量与裂缝宽度的三次方成正比，与长度的一次方成正比，聚丙烯纤维有效减少混凝土中的裂缝宽度和长度，从而极人地提高1厂混凝上的抗渗能力。文章最后通过遴选合理的防水材料，针对现有隧道防水材料及施工工艺的优公路隧道衬砌砼抗渗试验及阻裂效应研究缺点，结合公路隧道渗漏机理，埘当前防水结构及施上工艺存在的彳i足进行了改进，优化1r公路隧道的防渗设计。关键词：隧道：渗漏；混凝十-；断裂；微膨胀剂；聚丙烯纤维公路隧道衬砌砼抗渗试验及阻裂效应研究ABSTRACTAlongwiththebigdevelopmentofOUF

5、countrywestandtherapiddevelopmentofthefreewayconstruction，thetunnelplans’superiorityunderthespecificconditionhavebeenknewgraduallyformoreandmoremanypeople．Therefore，thetunnelsareincreaseingdaybyday．However,becauseofthecomplexterrainandgeologicalstructureofthewesternarea，theseepagequestionbeco

6、mesthecurrentmostprominentcommonfailingofthetunnel．TheseepageCanendangerthesecurityofcars，harmtheelectricityfacility,andaffecttunnels’artistic．Thestudiesofthehighwaytunnels’waterproofingtechnologyandmaterialswerestillfew．Theexistingwaterproofingtechnologyandmaterialsalsoallhavemanyproblems，al

7、lwaitedforfurtherstudiesinmanyaspects．Basedonthemassiveanalysisesandstudiesonthedomesticandforeigntechnicalmaterial，andtheOil—the—spotinvestigationOilseepageintheChongqinghighwaytunnels，thedomesticandforeignhighwaytunnelwaterproofingstudyandt