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玄武岩纤维喷射混凝土在既有隧道加固中的应用及研究
| 论文题名： | 玄武岩纤维喷射混凝土在既有隧道加固中的应用及研究 |
| 关键词： | 既有隧道;玄武岩纤维;扩挖加固;数值模拟 |
| 摘要： | 上世纪八十年代前国内施工的隧道大多采用矿山法的开挖工艺，特别是在低等级既有公路，施工中普遍存在严重的超挖现象，断面大小不一，且大多数没有进行初期支护和二衬支护，给隧道正常运营带来安全隐患。为保证运营安全，近年来各个地区逐步对该类隧道进行加固改造，但由于原有隧道一般为毛洞，局部为石头衬砌结构;有的衬砌已有多处裂隙，还伴有一定的渗水，安全隐患很大。因此，对该类既有隧道进行加固处理，具有重要的现实意义，对今后类似工程建设也有非常重要的指导和借鉴作用。 本文以“浙江省永康市王赵线永祥隧道修复加固工程”为背景进行研究，在充分吸取国内外研究的成果上，通过对既有隧道扩挖加固处理，消除安全隐患，使隧道的运营能力得到提高，隧道的质量安全得到保障。其研究工作和研究成果主要包括: (1)针对该公路隧道断面小，原有支护结构已多数破损、开裂、渗水等情况，进行针对性的施工过程围岩及结构稳定性分析;对不同的扩挖方案和支护设计参数的稳定性进行计算分析研究，从理论上为支护参数的设计奠定基础。 (2)对隧道初期支护采用玄武岩纤维及其复合纤维喷射混凝土，进行纤维喷射混凝土基本力学性能、韧性及抗折性能试验。针对该公路既有隧道的地质条件，提出喷射混凝土对原材料的要求、各种纤维性能参数要求等方面的规定，提出纤维喷射混凝土衬砌对韧性指标的要求。 (3)通过Ansys软件和Flac3D软件，对复合纤维喷射混凝土和玄武岩纤维喷射混凝土初期结构支护进行围岩结构安全性分析，得出了采用复合纤维喷射混凝土和玄武岩纤维喷射混凝土初期结构支护，对隧道衬砌厚度进行调整，取消钢筋网片，其他结构不变的情况下，均能满足围岩结构安全性要求。 (4)通过同济曙光有限元，以现场采集的隧道周边收敛数据为依据，对隧道进行反分析。反分析得到的弹性模量E和侧压力系数入均大于其它章节模拟计算中的地层参数，说明采用复合纤维喷射混凝土和玄武岩纤维喷射混凝土初期结构支护，均能满足围岩结构安全性要求。 (5)结合该隧道的工程特点进行纤维喷射混凝土拌合情况及纤维在混凝土中的分散情况，喷射的料流情况、生产率、凝结效果等工艺参数，喷射混凝土的一次喷层厚度、边墙及拱部的回弹率等工艺参数进行工艺性试验，以便确定最佳配合比。根据现场实施的具体情况，总结纤维喷射混凝土与普通喷射混凝土在用量及回弹量的不同，分析玄武岩纤维及复合纤维喷射混凝土在经济效益和社会效益的优势。 |
| 作者： | 奂光坤 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王志杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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