隨著我國交通網(wǎng)逐步完善,隧道數(shù)量迅速增加,隧道內(nèi)交通事故引起化學(xué)爆炸時有發(fā)生,對隧道襯砌層造成嚴(yán)重破壞,甚至引起隧道坍塌,而我國隧道大多采用普通混凝土材料,在設(shè)計之初主要考慮其抗地震載荷的作用,很少考慮內(nèi)部抗爆性能。因此研究襯砌層抗爆性能對于隧道防護(hù)設(shè)計來說具有重要的意義。本文在綜合考慮隧道襯砌層材料需要具備高強(qiáng)度、高抗裂性的基礎(chǔ)上,提出了鋼纖維混凝土作為襯砌層來抵抗隧道內(nèi)部爆炸的思路。本文研究內(nèi)容和結(jié)論主要包括:(1)利用MTS萬能試驗機(jī)分別對鋼纖維混凝土和普通混凝土進(jìn)行靜態(tài)力學(xué)實驗。實驗結(jié)果表明:鋼纖維體積含量為2%的鋼纖維混凝土可以承受最大載荷是普通混凝土可以承受最大載荷的2.256倍;且鋼纖維混凝土破壞形態(tài)表現(xiàn)為撕裂狀、普通混凝土破壞形態(tài)為碎裂狀。同時通過該實驗得出兩種混凝土的最大應(yīng)力、峰值應(yīng)變、彈性模量、泊松比等材料參數(shù),為數(shù)值模擬材料的建立奠定了基礎(chǔ)。(2)通過SHPB對鋼纖維混凝土和普通混凝土進(jìn)行了不同應(yīng)變率下的動態(tài)力學(xué)實驗,得到了應(yīng)力-應(yīng)變曲線和破壞形態(tài)。實驗表明:鋼纖維混凝土214.86 s^-1應(yīng)變率時宏觀上開始出現(xiàn)裂紋、483.12 s

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 隧道抗爆國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鋼纖維混凝土(SFRC)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容與方法
    1.4 技術(shù)路線
2 混凝土靜態(tài)力學(xué)實驗研究
    2.1 引言
    2.2 實驗系統(tǒng)簡介
    2.3 實驗原理
    2.4 試件制作及養(yǎng)護(hù)方法
        2.4.1 鋼纖維混凝土原材料
        2.4.2 鋼纖維混凝土制作方法
        2.4.3 普通混凝土制作方法
    2.5 實驗結(jié)果及分析
        2.5.1 試件破壞形態(tài)
        2.5.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析
    2.6 本章小結(jié)
3 混凝土動態(tài)力學(xué)實驗研究
    3.1 引言
    3.2 實驗系統(tǒng)簡介
        3.2.1 實驗技術(shù)背景介紹
        3.2.2 實驗技術(shù)簡介
        3.2.3 實驗步驟
        3.2.4 實驗基本原理
        3.2.5 實驗試件尺寸設(shè)計原則
        3.2.6 實驗數(shù)據(jù)處理
    3.3 實驗結(jié)果及分析
        3.3.1 現(xiàn)場實驗波形及波形整形技術(shù)
        3.3.2 不同應(yīng)變率下的破壞形態(tài)
        3.3.3 不同應(yīng)變率下應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        3.3.4 動態(tài)應(yīng)力增長因子(DIF)
    3.4 本章小結(jié)
4 鋼纖維混凝土動態(tài)本構(gòu)關(guān)系研究
    4.1 引言
    4.2 朱-王-唐本構(gòu)模型
    4.3 鋼纖維混凝土動態(tài)本構(gòu)模型的建立
    4.4 鋼纖維混凝土動態(tài)本構(gòu)模型在實驗中的應(yīng)用
    4.5 本章小結(jié)
5 地下隧道襯砌層抗爆性能數(shù)值模擬研究
    5.1 引言
    5.2 模擬軟件簡介
    5.3 隧道襯砌層模型建立
    5.4 損傷塑性模型(CDP)的建立
        5.4.1 損傷因子的確定
        5.4.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系和輸入方法
    5.5 混凝土材料參數(shù)設(shè)置
        5.5.1 混凝土基本材料的選取
        5.5.2 動態(tài)實驗數(shù)據(jù)的選取
        5.5.3 動態(tài)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入
    5.6 爆炸狀態(tài)方程的比較
    5.7 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
        5.7.1 鋼纖維混凝土襯砌層抗爆數(shù)值模擬結(jié)果
        5.7.2 普通混凝土襯砌層抗爆數(shù)值模擬結(jié)果
        5.7.3 模擬結(jié)果分析
    5.8 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3842410