碳纖維補強條件下公路隧道襯砌計算方法的研究.pdf

1、公路隧道投入使用后，地質(zhì)條件、地形條件、氣候條件等因素的影響將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料的劣化及承載能力降低。同時，隨著時間的推移，結(jié)構(gòu)的老化、劣化及長時間缺少維修保養(yǎng)使早期大部分隧道結(jié)構(gòu)的安全性、適用性及耐久性大幅度降低。面對日益艱巨的公路隧道修復(fù)加固任務(wù)，碳纖維補強技術(shù)以其施工便捷、高強高效、耐久性好，擾動小等傳統(tǒng)加固技術(shù)不可比擬的優(yōu)點，有望被應(yīng)用于隧道襯砌加固領(lǐng)域。鑒于碳纖維補強隧道襯砌力學性能的基礎(chǔ)性作用，本文對碳纖維加固襯砌混凝土偏壓構(gòu)件的

2、剝離破壞、截面承載力、裂縫和變形進行了深入的理論研究，并以此為基礎(chǔ)初步形成了一套碳纖維補強條件下公路隧道襯砌的計算方法，主要研究內(nèi)容和成果包括： 1.根據(jù)碳纖維補強受彎構(gòu)件剝離破壞的研究資料，對碳纖維補強襯砌結(jié)構(gòu)的粘結(jié)區(qū)域應(yīng)力和剝離破壞機理進行了分析，建立了剝離破壞的數(shù)學判據(jù)，并結(jié)合影響碳纖維剝離的主要因素，提出相應(yīng)的工程措施以預(yù)防剝離現(xiàn)象的發(fā)生。 2.對應(yīng)碳纖維補強鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的四種破壞形態(tài)，提出了二次受力下

3、截面應(yīng)力分布和截面極限承載力的全過程分析法和極限狀態(tài)計算法，N-M相關(guān)曲線和實用算例表明，碳纖維可有效加固修復(fù)發(fā)生在襯砌內(nèi)側(cè)的受拉破壞。 3.在鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件裂縫與變形的理論基礎(chǔ)上，提出了碳纖維補強偏壓構(gòu)件的抗裂度、裂縫寬度以及各受力階段截面剛度的計算公式，并通過算例分析，給出了碳纖維補強條件下公路隧道受力過程中的裂縫和剛度變化規(guī)律以及各受力階段的剛度折減值。 4.按荷載結(jié)構(gòu)法，提出了裂縫發(fā)展分析方法，總結(jié)了碳纖維補