钢纤维混凝土隧道衬砌破坏模式及承载能力研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第4卷第6期铁道科学与工程学报Vo1．4NO．620O7年j2月JOURNALOFRAlU／AYSClENCEANDENGINEERlNGDec．20(y7钢纤维混凝土隧道衬砌破坏模式及承载能力研究王志杰(西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)摘要：分析归纳了钢纤维混凝土的基本特性，对素混凝土、钢筋混凝土以及钢纤维混凝土衬砌的变形特性进行了比较分析；通过模型试验，研究了钢纤维的阻裂作用，提出了考虑拉力软化关系的钢纤维混凝土衬砌结构的破坏模式和承载能力分析方法。其研究成果可供钢纤维

2、混凝土衬砌设计参考和利用。关键词：钢纤维混凝土；隧道衬砌；拉力软化；破坏模式；承载能力中图分类号：TU528．572文献标识码：A文章编号：1672—7029(2007)06一OO4O一04BearingcapacityandcollapsebehaviorofsteelfiberreinforcedconcretetunnelliningWANGZhi—jie(SchoolofCivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Thecom

3、parisonbetweenthedeformationpropertyofplainconcreteandsteelreinforcedconcreteaswellassteelfiberreinforcedconcretetunnelliningWasstudied．RestrictingcrackopenfunctionofsteelfiberaftercrackOccursWasconsidered．Themodeltestsofring—shapedstructurewereconducted．Theresultsprovet

4、hatsteelfiberconcreteismorefitforthetunnelliningthantheplainconcrete．ModelingofcollapseandanalyticalmethodofbearingcapacityWasputforwardtakingaccountoftension—softeningrelationshipofSFRC．Theresultsarehelpfulforthedesignofstelfiberreinforcedconcretelining．Keywords：steelfi

5、berreinforcedconcrete；tunnellining；tensionsoftening；collapsebehavior；bearingcapacity混凝土作为隧道衬砌材料有许多优点，但是其及高强度，改善和提高了混凝土的抗拉、抗龟裂、抗抗拉强度低、抗弯强度小、韧性差的缺点非常显著；破碎能力和韧性等多项性能，同时钢纤维的存在对对于钢筋混凝土，尽管在设计中一般不考虑混凝土混凝土张力裂缝的发展能起到阻碍作用，改变了混的抗拉强度，而以钢筋承受拉应力，但混凝土的脆凝土的破坏模式。性及低抗拉力等弱点仍会影响整体结构的韧性，也197

6、0年挪威地下工程专家最先用“喷射SFRC会因为裂缝的产生造成内部钢筋加速腐蚀及混凝加锚杆”来代替“钢丝网加喷混凝土”用于隧道工土的劣化等问题。为了克服和改善混凝土及其钢程，取得了较好的效果。由于它有许多优点，在最筋混凝土的这些缺点，根据前人利用细纤维来改善近二十年中已得到广泛应用。目前，日本、欧洲一材料力学性能的理念，在混凝土中加入钢纤维，通些国家已将其作为隧道的永久衬砌。随着新奥法过长期的摸索和实践，目前已获得满意的效果。钢在隧道及地下工程中的推广和使用，钢纤维混凝土纤维混凝土(StelFiberReinforcedConcrete，

7、简称作为隧道的一种新的支护方法，人们对其现场试验SVRC)是一种新型复合材料，它是将不连续的短的测试和施工工艺进行了研究，但对其作用机理缺乏钢纤维均匀散布在混凝土中，由于钢纤维的等向性深入了解，特别是关于钢纤维混凝土隧道衬砌的破收稿日期：2007—06—10基金项目：四川省交通重点科技项目(2004．21—9—1)作者简介：王志杰(1964一)，男，山西万荣人，副教授，硕士，从事隧道及地下工程设计理论与方法的研究工作维普资讯http://www.cqvip.com第6期王志杰：钢纤维混凝土隧道衬砌破坏模式及承载能力研究41坏模式和承载能

8、力研究方面的研究较少，在此，本述轴向压力和弯矩引起的破坏外，偏压等也会造成文作者对其进行研究。剪力破坏。钢纤维混凝土衬砌与素混凝土、钢筋混凝土衬砌相比，它们的开裂形态是完全不同的[，如图1所示。1钢纤维混凝