大型隧道薄壁混凝土衬砌变形性能研究

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发布时间：2021-09-09

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大型隧道薄壁混凝土衬砌变形性能研究
王华侨，赵政，高培伟
(1．中国水利水电第十三工程局，山东德州224000； 2．南京航空航天大学土木系，江苏南京210016)
[摘要】大型隧道薄壁混凝土衬砌收缩开裂严重地影响其使用功能和寿命，通过温度应力试验机和平板法
试验对衬砌混凝土早期应力和开裂等变形性能进行了测试，探讨了新型膨胀剂和纤维复掺对混凝土衬砌早期塑性
开裂性和应力的影响。试验结果表明：掺6％一8％的膨胀剂可有效补偿和减少衬砌混凝土收缩，应力储备提高了
25％，降低了隧道混凝土衬砌开裂。
【关键词]隧道衬砌；膨胀剂；纤维；混凝土；变形
[中图分类号】Tu 528；U 451 ．4 [文献标识码】A [文章编号]1674—0610(2015)01—0059—04
Deform ation of Concrete Tunnel Ling with Expansive
Agent and Fiber
W ANG Huaqiao ，ZHAO Zheng ，GAO Peiwei
(1．Sinohydro Bureau 13 Co．，Ltd．，Dezhou，Shandong 224000，China； 2．Department of Civil Engi—
neering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu 2 1 00 1 6，China)
[Abstract]Cracks occur easily in large concrete tunnel ling，which affect the use function and life—
time of the tunnel ling．In order to study the influence of the new expansive agent(EA)and fiber on the
early age deformation，the cracking behaviors and stress of concrete ling was analyzed using the modified
flat and temperature—stress testing machine The results show that the optimal content of expansive agent
is 6％ to 8％ of cementing materia1．Blending 6％ expansive agent in concrete．the stress reservation is
25％ larger than reference concrete，and the cracking sensitivity of lining concrete is improved．
[Key words]deformation；tunnel ling；expansive agent；fiber；concrete
1 概述
随着我国西部建设的开发，大量隧道需要建设，
在改善线形、缩短里程和行车时间、提高运营效益等
方面隧道起着重要作用，也是公路建设中的一个重
要部分，得到广泛的重视；混凝土衬砌对隧道周围起
到稳定和支护功能，也起到防水等特殊效果，现在的
隧道混凝土衬砌主要为薄壁连续结构，因周边复杂
围岩压力及隧道内施工条件约束，隧道工程中衬砌
经常出现开裂，不仅影响隧道工程质量，而且影响行
车安全和运营。引起混凝上衬砌开裂因素较多和较
复杂，既有荷载变形，如由围岩变形压力或不均匀沉
陷引起的，也有由材料收缩变形如温缩和干缩等引
起的非荷载变形，还有因施工和养护不当等引起
的。
近年来，国外对隧道混凝土衬砌抗裂研究逐渐
增多，B Chiaia探讨了隧道衬砌中纤维与钢筋混凝
土之间的评价模型，并分析和测试混凝土裂缝的宽
度、间距和深度。德国慕尼黑技术大学建筑材料
和构件检测研究所采用一套开裂试验框架和温度应
力试验机研究了混凝土的开裂趋势。日本H．
Mashimo针对隧道衬砌混凝土的开裂及至脱落问
题，进行了不同钢纤维掺量与素混凝土在不同养护
制度下的试验，并部分浇筑了衬砌混凝土试验段，通
过分析得出隧道衬砌开裂主要是由混凝土收缩而引
起的 ·引。