隧道二衬纤维混凝土防渗抗裂性能研究

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1、中图分类号工堕墨2墨：三Z2UDC624硕士学位论文学校代码!Q5曼墨隧道二衬纤维混凝土防渗抗裂性能研究ResearchofImpermeabilityandAnti··crackingPropertiesofTunnelSecondaryLiningFiberConcrete作者姓名：宋卫民学科专业：土木工程研究方向：土木工程材料学院(系、所)：土木工程学院指导教师：尹健教授(博导)副指导教师：论文答辩日N—oz明g-—oi--ot答辩委员会主席凰主至；垂中南大学二。一三年五月原创性声明lIIIIIIIIllII111111111IIIY2421505本人声明，所呈

2、交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：名兰丝日期：趔年』月望日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技

3、术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：牲导师签名础日期：终堕年』月盟日隧道二衬纤维混凝土防渗抗裂性能研究摘要在世界范围内，隧道二衬混凝土的开裂和渗漏水是影响隧道安全运营最严重的病害。隧道二衬混凝土开裂和渗漏水引起地下水对隧道二衬混凝土的侵蚀破坏及冻融破坏，增加洞内湿度，降低风机、灯具等器械的工作效率，降低隧道二衬结构的可靠度。基于以上问题，本文在已有混凝土配合比的基础上在混凝土中掺加钢纤维、碳纤维等材料研究隧道二衬纤维混凝土防渗抗裂性能，对混凝土工作性能、基本力学性能、本构关系、抗冲击性能以及抗渗性能进行

4、了研究。主要成果如下：1．对隧道二衬结构进行有限元分析，考虑围岩应力对混凝土二衬结构受力的影响并分析了隧道二衬混凝土开裂机理及裂缝防治措施，指出纤维混凝土是解决隧道二衬开裂和渗漏的一条途径。2．单掺钢纤维、碳纤维能够提高混凝土立方体抗压强度、抗折强度、轴心抗压强度和劈裂强度，并且随着纤维掺量的增加，各强度逐渐增加；钢纤维和碳纤维具有协同作用，双掺对力学性能的改善更好，利用matlab编程建立了各强度指标与钢纤维、碳纤维掺量之间的三维线性关系。3．钢纤维混凝土弹性模量随着钢纤维掺量的增加而增加，碳纤维对混凝土弹性模量的影响不明显；混凝土峰值应变随着钢纤维、碳纤维掺量的增

5、加而增加，纤维混杂时增长幅度更大，峰值应变与钢纤维掺量、碳纤维掺量之间满足三维线性关系；单掺钢纤维、碳纤维能够提高混凝土抗压韧度，纤维双掺比单掺更能提高混凝土抗压韧度；纤维对混凝土抗压韧度的改善主要体现在对峰值后抗压韧度的提高上；建立了基于过镇海模型以及CEB．FIP模型的隧道二衬纤维混凝土轴压应力。应变全曲线方程。4．通过ACI混凝土冲击试验方法研究了纤维混凝土抗冲击性能，试验结果表明随着钢纤维、碳纤维掺量提高，混凝土开裂前韧性和开裂后韧性均得到了提高；双掺纤维表现出对抗冲击性能更好的改善作用；纤维对混凝土抗冲击韧性的提高主要体现在开裂后混凝土的韧性提高上；引入纤维

6、混杂效应系数，双掺钢纤维和碳纤维具有正混杂效应；基于混凝土断裂力学理论分析了混凝土开裂机理和纤维混杂对裂纹开裂的抑制机理；纤维混凝土冲击韧性和抗压韧度具有较好的相关性。5．隧道二衬纤维混凝土抗渗试验结果表明：钢纤维或碳纤维能够有效改善混凝土的抗渗性能；双掺钢纤维和碳纤维对混凝土抗渗性能的改善效果更好。图75幅，表20个，参考文献100篇关键词：隧道二衬混凝土；有限元模拟；钢纤维混凝土；碳纤维混凝土；本构关系；抗冲击性能；抗渗性能分类号：TU528．572ResearchofImpermeabilityandAnti-crackingofHighPerformanceT

7、unnelSecondaryLiningConcreteAbStractCrackingandleakagez．．rethemostseriousdamageoftunnelsecondaryliningconcretearoundtheworld．Crackingandleakageoftenleadtoerosiondamageandfreeze-thawdamage，increasethehumidity,decreasetheworkefficiencyoffansandlamps，lowerthereliabilityoftunnellin