应用能量守恒原理设计钢纤维喷射混凝土衬砌厚度的方法

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1、第25卷第2期岩石力学与工程学报Vol.25No.22006年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2006应用能量守恒原理设计钢纤维喷射混凝土衬砌厚度的方法112刘红燕，李志业，裴适龄(1.西南交通大学土木工程学院，四川成都610031；2.密歇根科技大学土木与环境工程系，密歇根霍顿MI49931，美国)摘要：不同于普通混凝土，钢纤维混凝土在破坏时由于钢纤维的拔出作用可以消耗大量的能量，系统地研究钢纤维混凝土的这一本质特征对钢纤维混凝土结构的设计有着重大的指导意义。从室内试验结果出发，应用概率统计方法对钢纤维喷射

2、混凝土的指标进行了可靠性分析，得出实际可以接受的保证率下的钢纤维喷射混凝土能量指标，然后通过相关能量公式的推导，将韧性试验得到的钢纤维喷射混凝土的能量指标应用于较高等级围岩中隧道衬砌结构的设计。关键词：隧道工程；钢纤维喷射混凝土；能量；韧性；隧道结构设计中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)02–0423–09METHODOFAPPLYINGENERGYCONSERVATIVEPRINCIPLETOSTEELFIBERREINFORCEDSHOT-CONCRETELININGDESIGN112LIUHong-yan，LIZhi-ye，PEIS

3、hi-ling(1.SchoolofCivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu，Sichuan610031，China；2.DepartmentofCivilandEnvironmentEngineering，MichiganTechnologyUniversity，Houghton，MichiganMI49931，USA)Abstract：Differentfromnormalconcrete，steelfiberreinforcedconcrete(SFRC)showsgreatcapacityofdissip

4、atingenergyinitscrackingstagebecauseofthepullouteffectofsteelfibers.ItisofgreatimportanceforthedesignofSFRCstructurestostudyintensivelyonthisenergydissipatingpropertyofthematerial.SothefailureofstructureswithSFRCcomponentswillbeaccompaniedbyenergyexchangesbetweenexternalenvironmentandSFRCco

5、mponents.However，thetotalenergyofthesystemshouldremainconstant.Toobtainthebasicdataofsteelfiberreinforcedshot-concrete(SFRSC)energyproperties，agreatnumberofexperimentsonSFRCspecimensarecarriedout.AnanalysisbasedonstatisticaltheoryisdonetogettheenergycriterionforSFRSCassociatedwithcredibilit

6、ylevels.Thedataprovidedbythesetestsactthefundamentaldatabaseforfurtherstudy.Withrationalsupposition，theenergydissipatingmechanisminSFRSCcracksisstudiedintensively.Andtherelationbetweentheamountofenergydissipatedincrackingandtheformofcracksisproposedsothattheenergydataobtainedinthestandardte

7、stscouldbeusedinstructuredesignoflinings.Finally，theenergydissipationcapacityoftheshot-concreteliningiscalculatedandcomparedwiththetunneling-inducedenergyreleaseofthesurroundingrockobtainedthroughfiniteelementanalysis.Keywords：tunnelingengineering；steelf