玄武岩纤维混凝土隧道衬砌承载特性模型试验研究

发布时间：2019-03-02 11:27

【摘要】：玄武岩纤维是一种环保高性能的无机材料。玄武岩纤维混凝土所具有的增强、增韧、阻裂等性能,对于控制软弱围岩隧道的变形具有重要的力学优势。通过钢筋混凝土和玄武岩纤维混凝土衬砌力学行为室内模型试验,对玄武岩纤维混凝土衬砌的承载特性进行研究。研究结果表明:相比钢筋混凝土,玄武岩纤维混凝土衬砌的初裂荷载提高了20%;掺入玄武岩纤维后衬砌结构的韧性增强,衬砌初裂后仍可承担较大的弯矩和变形。衬砌初裂前,钢筋混凝土和玄武岩纤维混凝土衬砌支护特性曲线基本成线形变化;衬砌初裂后,钢筋混凝土衬砌支护特性曲线在缓慢上升后,快速趋于收敛;玄武岩纤维混凝土衬砌承载特性曲线缓慢上升,至2倍初裂荷载时仍无收敛迹象。因此,玄武岩纤维混凝土能较好地满足软弱围岩隧道尽早封闭岩面、尽快提供支护力并具有一定变形能力的要求。研究成果对于软岩大变形隧道的变形控制具有重要的意义。
[Abstract]:Basalt fiber is a kind of inorganic material with environmental protection and high performance. Basalt fiber reinforced concrete has important mechanical advantages in controlling the deformation of soft surrounding rock tunnel due to its properties of strengthening, toughening and cracking resistance. The loading characteristics of basalt fiber reinforced concrete lining were studied by laboratory model test of mechanical behavior of reinforced concrete and basalt fiber concrete lining. The results show that the initial crack load of basalt fiber reinforced concrete lining is 20% higher than that of reinforced concrete, and the toughness of basalt fiber reinforced concrete lining is enhanced, and the bending moment and deformation of basalt fiber reinforced concrete lining can still be carried out after the initial crack. The curve of lining characteristic of reinforced concrete and basalt fiber concrete changed linearly before the initial crack of lining, and after the initial crack of lining, the characteristic curve of lining of reinforced concrete tended to converge rapidly after slowly rising. The load-bearing characteristic curve of basalt fiber reinforced concrete lining increases slowly, and there is no evidence of convergence when the initial crack load is 2 times. Therefore, basalt fiber reinforced concrete can meet the requirements of sealing rock surface as early as possible, providing support force and having certain deformation ability in soft surrounding rock tunnel. The research results are of great significance to the deformation control of large deformation tunnel in soft rock.
【作者单位】： 北方工业大学土木工程学院;河北交通职业技术学院土木工程系;西南交通大学土木工程学院;石家庄铁道大学土木工程学院;四川省交通厅公路规划勘察设计研究院;北京市市政工程设计研究总院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51408008、51478277) 国家十二五科技支撑项目(2012BAK09B06) 国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2010CB732105) 河北省自然科学基金项目(E201619002) 四川省应用基础研究计划项目(2014JY0090、2015JY0166) 四川省交通科技项目(2013A1-5) 河北省高等学校科学技术研究青年基金项目(QN2014161,QN2016240) 北方工业大学青年拔尖人才培育计划项目(XN070017)
【分类号】：U451.5

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本文编号：2433003