原文传递
公路隧道超高性能混凝土装配式加固方法研究
| 论文题名： | 公路隧道超高性能混凝土装配式加固方法研究 |
| 关键词： | 公路隧道;超高性能混凝土;装配式加固;承载性能;破坏模式 |
| 摘要： | 我国对于公路隧道套拱加固法的研究还不完善，如何在公路隧道衬砌加固结构减薄不侵限的前提下保证其有满足工程要求的承载力，成了当下套拱加固法所要研究的重点。本文提出了一种新的加固方法，即利用超高性能混凝土(UHPC)和普通混凝土(NC)复合结构并采用半后浇装配式的方法对衬砌进行加固。开展了UHPC-NC复合梁构件的抗弯试验和数值模拟的研究，探究了梁的抗弯性能，并推导了复合梁的开裂弯矩和正截面承载力计算公式，在此基础上，通过建立 UHPC-NC复合结构加固两车道公路隧道衬砌的三维有限元模型，探究了复合结构在加固整环隧道时的承载性能和破坏模式。主要研究内容和结论如下： (1) 首先进行了 UHPC 和 C50 混凝土的材性试验，包括立方体抗压试验和棱柱体轴压试验，并设计了10根UHPC-NC复合梁试件和2根纯混凝土梁试件来探究UHPC-NC复合梁构件的抗弯承载性能。 (2) 对于作了键槽处理的UHPC-NC复合梁均发生纯弯适筋破坏，未作键槽的复合梁发生斜剪破坏。试件截面厚度越大，复合梁承载力越高，抗弯刚度也越大，而 UHPC 厚度越大会提高截面厚度为 120mm 的试件的承载力，而对截面厚度对150mm的试件的承载力无明显提升。 (3) 推导了UHPC-NC复合梁开裂弯矩和正截面承载力计算公式，并将试验中的结果与公式计算的结果作了对比，两者误差很小，说明公式适用。 (4) 通过Abaqus有限元软件对UHPC-NC复合梁试验进行验证，结果显示试验与模拟的拟合较好。并增加了在轴力作用下梁的抗弯承载力的工况，结果表明轴力可在一定范围内有效增强复合梁的抗弯承载力。 (5) 通过建立三维有限元模型，并结合复合梁试验与数值模拟的结果，进行了UHPC-NC复合结构加固两车道病损公路隧道衬砌的承载特性研究，结果表明采用截面厚度为250mm和200mm的纯NC加固时结构的极限承载力均比采用截面厚度为150mm的UHPC-NC复合结构加固时极限承载力高，二者分别高出17.36%和9.17%，可见提高并不明显，但复合结构以及半后浇装配式加固法在实际工程应用时更具有优势。 |
| 作者： | 卫永威 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李科;蒋树屏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
检索历史
应用推荐
