【摘要】：鋼纖維混凝土(SFRC)材料具有良好的抗彎拉性能、抗裂性能以及裂后韌性,在隧道及地下工程中已經(jīng)得到了一定的研究和應用,但對其在隧道及地下結(jié)構(gòu)抗減震方面的應用研究還不夠深入,本文以高速公路隧道(云山隧道)和高速鐵路隧道(大梁隧道)為依托,結(jié)合地下結(jié)構(gòu)動力時程分析方法,對隧道洞身段進行了地震動力響應研究。為此主要進行了以下工作：1、探討了目前兩種主要的纖維增強理論,即復合材料理論和纖維間距理論,并對二者得出的抗拉強度計算公式進行了比較,結(jié)果表明兩種理論在解釋纖維增強方面具有一致性；2、對于鋼纖維噴射混凝土(SFRS)和普通噴射混凝土進行了承載能力極限狀態(tài)分析,假定開裂后鋼纖維混凝土受拉區(qū)應力完全由鋼纖維承擔,在同等極限彎矩作用下比較了二者分別所需要的截面厚度,計算結(jié)果表明鋼纖維噴射混凝土所需噴射厚度更��；3、開展了鋼纖維混凝土切口梁的壓彎韌性試驗,研究了鋼纖維混凝土受拉區(qū)應力-應變本構(gòu)關系,得到了兩種類型SFRC試件的抗拉強度。結(jié)果表明,在鋼纖維摻量和混凝土基體強度一定的情況下,鋼纖維混凝土受拉區(qū)抗拉強度與鋼纖維長徑比有關,長徑比為60的鋼纖維混凝土比長徑比為45.5時的抗拉性能更好。此外,壓彎韌性試驗中試件采用了不同尺寸,計算抗拉強度過程中需要考慮尺寸效應的影響；4、本文對云山隧道和大梁隧道洞身分別進行了水平和豎直兩個方向的地震動力響應數(shù)值分析,基巖輸入地震波需要經(jīng)過濾波和基線校正,水平方向采用汶川波,豎向反向采用日本Kobe波。分析結(jié)果表明：(1)水平激振時,普通混凝土(RC)襯砌各測點水平加速度、速度和位移響應最大,SFRC襯砌工況次之,自由場工況最��；豎向激振時,自由場響應最大,RC襯砌工況次之,SFRC襯砌工況最小。(2)RC襯砌截面彎矩、軸力比SFRC襯砌大的多,與激振方向和斷面大小無關。
【圖文】：

圖１－１中國地震震中分布圖逡逑據(jù)中國地震臺網(wǎng)的不完全統(tǒng)計，在公元前２３００年￣公元２０００年的四千Ｈ百年間中逡逑國地震的震中分布如圖１－１所示。從中國地震臺網(wǎng)得到的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果（見表１－１）可逡逑看化近一年內(nèi)我國發(fā)生了邋１０次震級在５．０級（及Ｗ上）的地震，２０１３年（及Ｗ前）逡逑影響較大的震級在６．０級（及Ｗ上）的地震發(fā)生了二十余次。逡逑ｎ￣逡逑

／邐＼＼Ｍ＼邐三‘逡逑�。宕ㄥ澹桑阱义蠄D２－２鋼纖維混凝±結(jié)構(gòu)虛擬裂縫示意圖逡逑根據(jù)鋼纖維混凝±的線彈性斷裂模型，結(jié)構(gòu)微裂紋強度開裂因子可通過裂縫面上逡逑均布拉應力情況下的開裂因子和Ｈ角形分布壓應力情況下的開裂因子進行疊加而得，逡逑圖２－３為裂縫面上分布應力的疊加示意圖。逡逑說邐如邋Ｉ￣ＩＩ￣逡逑，，＿＿，，Ｉ邋１＾，邋Ｏｔ２邋二邐，，，，，＿ｊ，＿＿ｙ邋－ｆ－邐ｉ邋ｆ－邐巧邋１—巧３逡逑Ｉ逡逑圖２－３虛擬裂縫面分布應力示意圖逡逑均布拉應力情況下（如圖２－３所示），根據(jù)斷裂力學公式，強度開裂因子逡逑與＝－＾［加２邋０＋盧）２邋ｃｏｓ；鐘＂．（２－２１）逡逑Ｅ（ｋ）邐Ｃ逡逑Ｍ邋＝邋１邋＋邋０．１２（１－—）＾邐（２－２２）逡逑２ｃ逡逑虛擬裂縫Ａ點處強度開裂因子有最大值
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U452.28

【參考文獻】

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6 楊勇;任青文;;鋼纖維混凝土力學性能試驗研究[J];河海大學學報(自然科學版);2006年01期

7 王志杰;噴射鋼纖維混凝土及其在隧道和地下工程中的應用[J];公路;2004年01期

8 汪伏祥,張杰,張可誠;濕噴混凝土在秦嶺隧道的應用[J];現(xiàn)代隧道技術;2001年05期

9 于翔,陳啟亮,趙躍堂,王明洋,國勝兵;地下結(jié)構(gòu)抗震研究方法及其現(xiàn)狀[J];解放軍理工大學學報(自然科學版);2000年05期

10 黃先鋒;地下結(jié)構(gòu)的抗震計算——位移響應法[J];鐵道建筑;1999年06期

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5 劉春山;地震區(qū)隧道結(jié)構(gòu)動力響應數(shù)值分析[D];西南交通大學;2005年

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本文編號：2568938