【碩士】公路隧道襯砌砼抗?jié)B試驗(yàn)及阻裂效應(yīng)研究【2006】

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　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：重慶交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2006年　　隨著我國(guó)西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，公路建設(shè)的迅速發(fā)展，在特定條件下隧道方案的優(yōu)越性逐漸為越來越多的人所認(rèn)識(shí)，隧道工程日益增多。我國(guó)西部地區(qū)地形及地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在隧道開挖和運(yùn)營(yíng)隧道的維護(hù)中，滲漏水問題成為公路隧道當(dāng)前最為突出的通病，滲漏水的存在會(huì)危及汽車運(yùn)營(yíng)安全，危害電氣設(shè)施，影響隧道洞內(nèi)美觀。我國(guó)當(dāng)前對(duì)公路隧道防水技術(shù)與材料的研究仍相當(dāng)少，現(xiàn)有的防水技術(shù)與材料還存在不少問題，在許多方面都有待于進(jìn)一步研究。　　在大量分析、研究國(guó)內(nèi)外科技資料和對(duì)重慶地區(qū)的高速公路隧道滲漏情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析研究了國(guó)內(nèi)外公路隧道防水的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀；運(yùn)用概率斷裂力學(xué)對(duì)由襯砌混凝土開裂導(dǎo)致的滲漏進(jìn)行了分析，揭示了公路隧道的滲漏機(jī)理。開展了摻加不同外加劑(微膨脹劑、聚丙烯纖維)的隧道二次襯砌混凝土阻裂、抗?jié)B實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：聚丙烯纖維阻礙砂漿開裂和提高混凝土抗?jié)B性能的效果都大大優(yōu)于微膨脹劑?！　姆治雠蛎泟┑幕瘜W(xué)反應(yīng)出發(fā)，本文研究了其膨脹機(jī)理，進(jìn)而揭示了微膨脹混凝土防水機(jī)理。通過對(duì)阻裂和抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果的分析，指出了對(duì)不同配合比的混凝土，微膨脹劑摻量應(yīng)通過試驗(yàn)來確定，才能達(dá)到滿意的阻裂、抗?jié)B效果，過大的摻量反而會(huì)導(dǎo)致混凝土脹裂，抗?jié)B性能下降?！　「鶕?jù)細(xì)觀結(jié)構(gòu)力學(xué)分析，并結(jié)合斷裂力學(xué)原理，聚丙烯短纖維對(duì)含有Ⅰ型裂縫的混凝土基體的裂紋擴(kuò)展阻礙效應(yīng)解析式?！　⊥ㄟ^數(shù)值計(jì)算對(duì)聚丙烯纖維混凝土的抗?jié)B機(jī)理作出了合理解釋：計(jì)算表明聚丙烯短纖維對(duì)混凝土基體裂紋擴(kuò)展的阻礙效應(yīng)主要來源于裂紋尖端處的纖維。由于聚丙烯纖維在混凝土中數(shù)量眾多、纖維間距小，裂紋每擴(kuò)展到一根纖維處時(shí)都要受到極大的阻礙，裂紋長(zhǎng)度大大減??；裂紋要繼續(xù)擴(kuò)展除要增大外加應(yīng)力外，裂紋的擴(kuò)展方向也要發(fā)生改變，這使得混凝土中裂紋不易相互貫通。根據(jù)松下的研究，裂縫漏水量與裂縫寬度的三次方成正比，與長(zhǎng)度的一次方成正比，聚丙烯纖維有效減少混凝土中的裂縫寬度和長(zhǎng)度，從而極大地提高了混凝土的抗?jié)B能力。　　文章最后通過遴選合理的防水材料，針對(duì)現(xiàn)有隧道防水材料及施工工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合公路隧道滲漏機(jī)理，對(duì)當(dāng)前防水結(jié)構(gòu)及施工工藝存在的不足進(jìn)行了改進(jìn)，優(yōu)化了公路隧道的防滲設(shè)計(jì)。　　

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