隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,越來越多的城市為了交通便利,將更多的資金投入到地鐵工程的建設(shè)中。如今地鐵工程中盾構(gòu)管片的主要材料是以普通鋼筋混凝土為主,但是由于普通混凝土屬于脆性材料,抗拉性能比較弱,在運輸和生產(chǎn)的過程容易發(fā)生缺角、開裂、破損等現(xiàn)象,不僅會降低施工的效率,而且還會對整個隧道的使用壽命造成不利的影響。鑒于普通混凝土管片的不足,提出采用碳纖維混凝土來替代普通混凝土材料,可以很好的改善普通混凝土管片的缺陷,碳纖維具有阻裂、增韌、耐久性等方面的優(yōu)勢,可以為提高地鐵隧道的安全性提供有效的幫助。本文開展了碳纖維混凝土的性能試驗研究,對混凝土做了立方體抗壓、軸心抗壓、抗折、劈裂抗拉、單軸循環(huán)試驗,旨在研究加入碳纖維對于混凝土力學性能的提升。并與地鐵管片進行結(jié)合,用軟件ANSYS進行數(shù)值模擬管片模型,模擬結(jié)果說明碳纖維混凝土對改善普通混凝土管片的缺陷具有良好的效果,最后驗證了碳纖維管片在實際應(yīng)用中的可行性,本論文完成的主要工作為:（1）試驗制備5mm,10mm,20mm長度和摻量為0.08%,0.16%,0.24%,0.32%的碳纖維混凝土試塊,對其進行抗壓,抗拉,抗折,軸壓試驗。研究其破壞形... 

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究的背景和意義
        1.1.1 普通混凝土的特點
        1.1.2 不同種類纖維的優(yōu)缺點
        1.1.3 碳纖維混凝土應(yīng)用在地鐵中的優(yōu)勢
    1.2 碳纖維混凝土的研究現(xiàn)狀
    1.3 碳纖維混凝土管片的研究現(xiàn)狀
    1.4 碳纖維混凝土的增強機理
        1.4.1 基本理論
        1.4.2 機理的分析
    1.5 本文的研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
2 碳纖維混凝土力學性能試驗
    2.1 試驗材料和儀器
        2.1.1 試驗材料
        2.1.2 試驗儀器
    2.2 試驗配合比及試件制作
        2.2.1 試驗配合比
        2.2.2 試件制作過程
    2.3 混凝土抗壓強度試驗
        2.3.1 試驗方案
        2.3.2 試驗分析
        2.3.3 破壞形態(tài)分析
        2.3.4 應(yīng)力應(yīng)變曲線分析
        2.3.5 曲線特征點分析
        2.3.6 本構(gòu)關(guān)系研究
        2.3.7 受壓韌性
    2.4 循環(huán)荷載下混凝土受壓試驗研究
        2.4.1 試驗方案
        2.4.2 應(yīng)力應(yīng)變曲線分析
        2.4.3 塑性應(yīng)變
        2.4.4 剛度退化
        2.4.5 應(yīng)力退化
    2.5 劈裂抗拉強度試驗
        2.5.1 試驗方案
        2.5.2 試驗分析
    2.6 抗折強度試驗
        2.6.1 試驗方案
        2.6.2 試驗分析
    2.7 C50碳纖維混凝土力學性能試驗
        2.7.1 試驗配合比
        2.7.2 試驗結(jié)果
    2.8 碳纖維和混凝土強度等級的匹配性
        2.8.1 影響規(guī)律
        2.8.2 分析原因
    2.9 本章小結(jié)
3 碳纖維混凝土地鐵管片數(shù)值模擬分析
    3.1 盾構(gòu)隧道內(nèi)力計算
        3.1.1 盾構(gòu)隧道2D結(jié)構(gòu)模型
        3.1.2 慣用修正法
        3.1.3 有限元數(shù)值模擬法
        3.1.4 荷載計算
        3.1.5 工程實例和有限元模擬
    3.2 管片配筋優(yōu)化設(shè)計
        3.2.1 管片分塊方案
        3.2.2 碳纖維混凝土管片配筋計算
        3.2.3 碳纖維混凝土管片配筋優(yōu)化問題
        3.2.4 普通混凝土和碳纖維混凝土管片經(jīng)濟性分析
    3.3 管片抗彎性力學性能數(shù)值模擬
        3.3.1 模型和單元的選擇
        3.3.2 管片模型和參數(shù)選取
        3.3.3 結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
4 結(jié)論和展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻
致謝
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本文編號：3677221