谈钢纤维喷射混凝土在隧道工程中应用

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1、谈钢纤维喷射混凝土在隧道工程中应用　　【摘要】本文分析了钢纤维喷射混凝土的发展，结合钢纤维喷射混凝土的特性，钢纤维的韧性及与隧道新奥法锚喷支护中相关的主要力学性能，并且结合其在隧道工程中的应用，分析其在隧道工程中取得的经济效益，说明钢纤维喷射混凝土是种理想的支护材料，借此展望未来我国在钢纤维喷射混凝土技术发展方向。【关键词】钢纤维喷射混凝土；隧道工程；新奥法；韧性；支护材料中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：【abstract】thispaperanalyzesthedevelopmentofthesteelfi

2、bersprayedconcrete,combinedwiththecharacteristicsofsteelfibersprayedconcrete,steelfibertenacityandtheassociatedwiththenewAustrianmethodofsupportbyrockboltandshotcretetunnel,themainmechanicalpropertiesanditsapplicationintunnelengineering,analyzesitseconomicbenefi

3、tintunnelengineering,steelfibersprayedconcreteistheidealsupportingmaterial,tolooktothefuturedevelopmentdirectioninthesteelfibersprayedconcrete8technologyinChina.【keywords】steelfibersprayedconcrete;Tunnelengineering;Newthelaw;Toughness;Supportingmaterials一．引言自196

4、3年以来，钢纤维混凝土踏入实用化时代，在隧道工程中得到广泛的应用，节约了大规模投资的同时也提高了结构的使用寿命。此外，钢纤维喷射混凝土在欧洲、日本等国已成为隧道支护的关键结构形式和施工方法。我国干喷法钢纤维混凝土近年来发展的也较快，然而和欧美、日本等国相应的研究、行业标准相比起来仍然存在些许滞后。由于我国国内暂且缺少相应的测试和检验的细节标准，因此虽频繁引鉴国外的标准，尚没有足够借鉴工程应用的经验。二、钢纤维喷射混凝土的特性钢纤维混凝土是由水、水泥中骨料、粗砂、钢纤维并且需要时加进掺和料遵循相应的比例调制而成。，钢纤维

5、是当前国内外相对高端的外掺料，其一，提高了混凝土的韧性、强度以及抗裂性等；其二，让混凝土的特性完成脆性向弹塑性转变。因此钢纤维混凝土具备优良的总体力学性能。钢纤维可以分为不锈钢和普通碳素钢这两种类型，其中后者得到比较广泛应用。1、韧性8之所以掺加钢纤维喷射在混凝土中，大体是为了使喷射混凝土的韧性有所提高。韧性指的是钢纤维喷射混凝土在承载过程中吸取与收纳变形的能力，因此，韧性是钢纤维喷射混凝土的关键特性之一。2、其它关键力学性能钢纤维喷射混凝土中随意分布的短纤维起到阻制混凝土里微裂缝的扩展以及阻滞宏观裂缝的发展蔓延的作用

6、，由此掺入钢纤维显著改变和提高增强喷射混凝土的主要由主拉应力控制的抗剪、抗弯、抗扭强度和抗拉强度等。3、断裂与断裂韧性一般的喷射混凝土具有表层被拉容易收缩且干裂的缺点此后断裂缝变成隧道地下水的溢出路道。在地下水长时间的侵蚀下，断裂后的混凝土将会发生脱落、剥离的现象，支护结构便可能失去支护的作用，甚至产生坍塌现象。因此，有必要特别指出喷射混凝土处于被拉状况的断裂性能极其关键。为了达到变形性能有所质量改变的目的，必须在喷射混凝土里面掺进钢纤维，只要钢纤维混凝土发生裂缝现象，钢纤维的作用将愈显而易见。鉴此，在众多需要冲击需要

7、抗裂并且环境恶劣的隧道工程结构中，钢纤维喷射混凝土尤其为必备材质之一。8了解钢纤维混凝土的特性后，自然而然需要研究其增强机理。因为从理论上讲，探讨钢纤维混凝土的增强机理对钢纤维对混凝土的增韧、增强和阻裂效应的提高将有很大的帮助，从本质上改变其化学物理以及力学性能，在此基础上归纳与总结高新性能的理论，亦是设计钢纤维混凝土性能的重要依据。三、钢纤维喷射混凝土在隧道工程中的应用1、钢纤维喷射混凝土与新奥法当今，新奥法的主要核心内容是在围岩承载环的主动作用下让隧道围岩变成承载的结构。很明显，是通过支护系统在同围岩共同变形的过程

8、中对围岩变形运动的掌控，实现新奥法对围岩承载能力的利用，换而言之，就是接受围岩变形在某种程度上有所释放。在之前新奥法的锚喷支护过程中，采用了素喷加锚杆、素喷混凝土支护、喷锚网联合支护和素喷加钢筋网等支护策略，同时在工程应用里取得通过。但是新奥法古老支护方式的缺点显得相当地突出，尤其在很多工程应用的验证和高新技术的进程中，比如施工容