钢—玄武岩混杂纤维混凝土衬砌承载特性及抗震性能研究
本文关键词:钢—玄武岩混杂纤维混凝土衬砌承载特性及抗震性能研究 出处:《北方工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:随着地下工程和隧道工程时代的到来,有关隧道抗震的相关问题不断涌现。汶川地震后发现,在地震高烈度地区隧道震害极为严重,为满足软弱围岩隧道的支护、抗震需求,推广钢纤维、玄武岩纤维在地下工程中的应用,本文对钢-玄武岩混杂纤维混凝土(SBHFRC,steel-basalt hybrid fibers reinforced concrete)进行了静力学性能和动力学性能的研究,提出了针对SBHFRC衬砌的抗震设防措施。本文通过理论分析与基本力学试验,对SBHFRC的抗压性能、抗剪性能、韧性性能进行了研究,研究表明,掺入钢-玄武岩混杂纤维后,混凝土的上述力学性能均有一定程度的提高,其中增韧效果最为明显;为探明使用SBHFRC进行隧道支护是否能起到提高承载能力的作用,本文对SBHFRC衬砌的承载性能进行了比例模型试验。试验发现,钢-玄武岩混杂纤维的增韧效果大大提高了隧道衬砌的承载能力;为满足隧道工程抗震需要,本文通过数值模拟计算对SBHFRC衬砌的抗震性能进行了研究,结果表明SBHFRC的抗震性能优良。为进一步减轻震害,提高隧道衬砌抗震性能,本文针对SBHFRC提出深层注浆的抗震措施与交错设缝的减震措施。通过数值模拟计算结果可以发现,深层注浆的抗震效果明显,优于接触注浆;交错设缝与常规设缝均能有效减震,但效果基本相当。研究成果可对纤维混凝土衬砌结构的设计及施工提供一定参考。
[Abstract]:With the arrival of the age of underground engineering and tunnel engineering, the problems related to the earthquake resistance of tunnels continue to emerge. After the Wenchuan earthquake, it is found that the earthquake damage of tunnels in high-intensity areas is extremely serious. In order to meet the support and seismic requirement of soft surrounding rock tunnel and to popularize the application of steel fiber and basalt fiber in underground engineering, this paper deals with the steel basalt hybrid fiber reinforced concrete (SBHFRC). Steel-basalt hybrid fibers reinforced crete was used to study the static and dynamic properties. The seismic fortification measures for SBHFRC lining are put forward. Through theoretical analysis and basic mechanical tests, the compressive, shear and toughness properties of SBHFRC are studied. The above mechanical properties of concrete are improved to some extent after mixed with steel-basalt hybrid fiber, among which the toughening effect is the most obvious. In order to find out whether the use of SBHFRC in tunnel support can improve the bearing capacity, this paper carries out a proportional model test on the bearing capacity of SBHFRC lining. The toughening effect of steel-basalt hybrid fiber greatly improves the bearing capacity of tunnel lining. In order to meet the seismic needs of tunnel engineering, the seismic performance of SBHFRC lining is studied by numerical simulation in this paper. The results show that the seismic performance of SBHFRC is excellent. To improve the seismic performance of tunnel lining, the seismic measures of deep grouting and staggered joints are proposed in this paper for SBHFRC. The results of numerical simulation show that the seismic effect of deep grouting is obvious. Better than contact grouting; Both staggered joints and conventional joints can effectively reduce earthquake, but the effect is basically the same. The research results can provide a certain reference for the design and construction of fiber reinforced concrete lining structure.
【学位授予单位】:北方工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U452.28;U451.4
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