基于均匀设计的高地温隧洞衬砌混凝土抗压强度影响规律研究

以分析高地温隧洞环境对衬砌混凝土性能的影响规律为目标,采用高地温湿度养护箱模拟高地温隧洞中的温湿环境,进行衬砌混凝土的养护,利用均匀设计的试验方法获得较为全面的试验数据,通过回归分析得到不同养护龄期的回归方程,归纳出温度、水胶比、砂率三个主要因素对衬砌混凝土单轴抗压强度的影响规律。结果表明:通过回归方程,温度、水胶比及砂率均可找到一个最优值(如水胶比为0.42、砂率为45%、养护温度为57℃)使得衬砌混凝土的单轴抗压强度达到最大值;随养护温度的升高,最大衬砌混凝土单轴抗压强度对应的水胶比及砂率均有所增大,如养护龄期为28 d时,水胶比为0.31(养护温度55℃)、0.52(养护温度115℃)。因此,混凝土养护温度较高时,应适当增大水胶比及砂率。     

单轴压缩作用下混凝土全场应变分析方法研究

为了分析对混凝土单轴受压过程中全场应变特征,对混凝土进行单轴压缩试验,使用数字散斑技术对受压过程进行全场应变信息采集,分析过程中应变变化规律。使用离散元PFC~(2D)建立模型,对全场应变云图及裂纹特征进行模拟分析,并对模拟压缩过程中的裂纹数目进行监测。结果表明,所建立的模型能够较好反映混凝土单轴受压过程中全场应变变化情况。     

基于离散元法的圆型、城门洞型洞室岩爆现象模拟

针对深埋地下隧洞工程开挖过程中岩爆的破坏机理问题,以齐热哈塔尔水电站的引水隧洞中发生的岩爆现象为例,以室内试验为基础,建立圆型与城门洞型洞室的二维离散元模型,对比分析不同断面形状下岩爆现象的发生情况,探究岩爆的破坏机理。结果表明,不同开挖形状的洞室在岩爆破坏形式及位置上存在一定差别;侧压力系数对洞室开挖后的应力集中区域有较大影响,岩爆破坏随侧压力系数的增大趋于严重;圆型洞室发生岩爆破坏时所需应力较小,相对于城门洞型洞室更稳定;城门洞型洞室在边墙与底板交接处存在易发生岩爆的相对薄弱区,施工时需对其进行加固处理。