钢纤维混凝土管片生产质量控制

以钢纤维混凝土管片生产质量控制为研究对象,探索管片生产质量控制方法,以提高管片的性能和可靠性。通过对现有质量控制方法的整理和分析,采用了结合实际经验和理论的综合控制策略,构建相应的质量控制体系。通过实验和数值模拟相结合的方式,研究不同工艺参数对钢纤维混凝土管片生产质量的影响规律,并根据研究结果提出了优化措施。该研究的意义在于为钢纤维混凝土管片的生产质量控制提供一种有效的方法和参考。

钢纤维混凝土管片结构力学特性研究

为探究钢纤维混凝土管片结构力学性能,对主筋用量不削减、掺入30 kg/m3钢纤维的钢筋钢纤维混凝土管片结构开展极限承载力试验。管片错缝拼装形成试验结构,通过环向24组千斤顶模拟水土作用对结构施加荷载,通过逐步减小腰部荷载模拟侧部卸载工况,直至结构破坏。在卸载工况下,结构每环在0°,90°,180°或270°等弯矩较大位置附近的3处纵缝先后发生混凝土压裂和压碎,最终在0°或180°附近管片钢筋屈服、混凝土压碎,结构形成4个塑性铰破坏。根据试验测试的应变数据对结构内力进行计算,分析钢纤维混凝土对结构刚度和承载力的提升作用。研究结果表明,相比普通混凝土结构,在刚度方面,管片初裂时,钢纤维混凝土管片刚度提升6.91%,当裂缝宽度超过0.2 mm时,钢纤维混凝土管片刚度提升3.45%,提升作用降低的原因是随着荷载增大,钢筋应力逐渐增加,钢筋对管片刚度的作用增大而钢纤维混凝土对刚度作用基本不变;接头混凝土压裂时,钢纤维混凝土接头刚度提升18.7%。在承载方面,钢纤维混凝土管片极限承载力提升6%,接头极限承载力提升3%,整体结构极限承载力提升4.2%。并且,由于钢纤维混凝土对接头刚度的提升作用以及对环缝抗剪性能的提升作用,钢纤维混凝土结构环缝破坏发生于纵缝压碎之后,破坏过程与普通混凝土结构存在明显差别。

地铁隧道复合纤维混凝土管片新技术

本文介绍了国际上轨道交通工程新技术-地铁隧道复合纤维混凝土管片技术与经济优势,以及国际上复合纤维混凝土管片的应用工程实例和笔者在英国地铁隧道工程实地考察情况。本文还报道了上海地铁建设公司与同济大学携手合作开展地铁隧道复合纤维混凝土管片技术研究,将开创国内地铁隧道复合纤维混凝土管片技术之先河。

海相地层地铁盾构隧道钢纤维混凝土管片材料性能试验研究

在普通混凝土中掺入一定量的短钢纤维可改善和提高结构的整体性能。目前钢纤维混凝土已在地上结构得到了应用,但在滨海海相地层地铁盾构隧道中尚无应用案例,其相关技术指标与设计参数尚需进一步研究与完善。为此,文章依托深圳地铁西丽湖—西丽区间隧道工程,采用室内试验分析方法,针对海相地层地铁盾构隧道钢纤维混凝土管片开展研究,结果表明:(1)钢纤维对混凝土的各项强度有一定的增强与改善作用;(2)钢纤维的长度及最大粒径粗骨料的合理比率对提高混凝土管片抗折强度十分重要;(3)砂率的变动对拌和料的和易性能产生较大的影响;(4)钢纤维存在一个合理的掺入量;(5)钢纤维使纤维混凝土的微裂缝减少,孔隙结构得到改善,从而提高了管片的抗渗性能。

海相地层地铁盾构隧道钢筋钢纤维混凝土管片可靠度研究

地铁盾构隧道管片材料的选取决定了管片性能与结构的整体安全度与可靠度,钢纤维混凝土材料在抗裂、抗震、抗疲劳、抗冲击等方面具有比普通混凝土更好的力学特性。为此,文章针对深圳地区海相地层地铁盾构隧道管片衬砌,基于可靠度理论,在混凝土材料中加入钢纤维,优化配合比设计,并通过系列试验开展了钢筋钢纤维混凝土管片可靠度研究。结果表明:(1)在盾构隧道不出现大变形的前提下,以少配筋加钢纤维混凝土管片为最佳选择方案;(2)在配筋率相同时,少筋加钢纤维混凝土管片比原配筋混凝土管片具有更高的可靠度,且受钢纤维的掺量、品种、形状和长径比等因素综合影响;(3)钢筋钢纤维混凝土管片能极大提高盾构隧道管片衬砌结构的可靠度指标,满足海相地层地铁隧道结构耐久性的安全标准。

地铁管片用玄武岩纤维增强水泥混凝土性能试验研究

为了研制高性能地铁管片,对两组不同长度的短切玄武岩纤维水泥混凝土、一组聚丙烯纤维水泥混凝土及一组普通混凝土性能进行了试验对比研究。结果表明:玄武岩纤维掺入混凝土中后,对抗拉和抗折强度影响不大;显著地提高了水泥混凝土的抗冲击、韧性、抗冻性能,水泥混凝土的干缩性能提高不显著,掺入体积率0.1%玄武岩纤维后混凝土疲劳寿命增加了3倍,冲击韧性增加了3倍,玄武岩纤维强化了混凝土材料的动态强度;玄武岩纤维的增强性能比聚丙烯纤维高,由于纤维分布形态不同长型(30 mm)玄武岩纤维的增强性能不及短型(18 mm)玄武岩纤维。玄武岩纤维作为一种新的加强纤维,增强水泥混凝土的性能尚需实际工程中应用进一步验证。

钢纤维混凝土在隧道管片中的应用与研究

一般钢筋混凝土隧道管片在力学性能、抗渗阻裂等方面表现不足,而钢纤维混凝土隧道管片具有良好的力学性能、优异的耐久性能等特性,弥补了钢筋混凝土管片的缺陷。通过对比分析钢筋混凝土管片的缺陷性和钢纤维混凝土管片的优越性,分析结果表明:钢纤维混凝土管片在在抗剪、抗拉、抗弯、抗变形等力学方面表现良好;同时在耐久性方面具有较好的耐火性、耐腐蚀性、抗渗性等。最后,针对现在钢纤维混凝土在隧道管片中研究的不足提出了建议,为以后相关钢纤维隧道管片的试验和研究提供相关参考和依据。

受拉侧锈蚀钢纤维-钢筋混凝土管片承载力退化模型研究

近年来,国内外新建盾构隧道与管道工程中采用钢纤维-钢筋混凝土管片愈来愈多,在侵蚀环境下管片钢筋锈蚀的问题突出,提出适用于锈蚀后钢纤维-钢筋混凝土管片的残余承载力计算的方法十分重要。鉴于此,文章根据服役期盾构隧道管片所处环境及受力特征,结合钢筋混凝土结构正截面承载力计算理论,提出受拉侧锈蚀钢纤维-钢筋混凝土管片承载力退化模型,并给出相应的求解流程。同时,分析不同锈蚀率与不同钢纤维掺量下受拉侧锈蚀钢纤维-钢筋混凝土管片承载力曲线,并将该模型理论解与压弯荷载作用下钢纤维-钢筋混凝土管片的同步加速锈蚀室内试验结果进行比较,验证了该模型的适用性和可靠性。主要结论有:(1)随着钢纤维的掺量增加,混凝土的立方体抗压强度会先增大后减小;(2)偏心受压管片构件极限弯矩最大值随主筋锈蚀率的增大而不断减小,随钢纤维掺量的增大而不断增大,但增大幅度逐渐减小;极限轴力最大值受主筋锈蚀率的影响不大,但随钢纤维掺量先增大后减小。(3)主筋锈蚀率与钢纤维掺量对大偏心受压构件的影响均大于小偏心受压构件;界限偏心距随主筋锈蚀率的增大而减小,随钢纤维掺量的增大而增大。

钢纤维管片接头局部应力的数值模拟试验

为评价少筋钢纤维混凝土管片接头的力学性能以便于工程中推广应用,对管片接头及手孔在施工及使用阶段的局部应力进行了三维非线性有限元数值模拟试验。内容包括:①施工阶段,千斤顶作用下管片的局部抗压性能;②施工阶段,盾构均匀推进及纠偏工况时管片变形及环缝上的应力、应变分布;③使用阶段,使用荷载作用下管片体、纵缝的变形及应力分布。结果表明:不论在施工阶段还是使用阶段,管片体、接头的主压应力均在允许范围内,但接头榫头局部主拉应力偏大,超出了钢纤维混凝土的抗拉强度,设计时需要加强;而手孔部位的局部主拉应力较小,均在控制应力范围之内。

钢纤维类型对钢纤维混凝土性能影响的试验研究

普通钢筋混凝土管片厚大笨重,生产、运输、施工中易损易裂、边缘极易破损,而使用钢纤维混凝土管片是有效防治此缺陷的工程手段之一.试验通过改变三种不同钢纤维类型混凝土的钢纤维体积掺量制成试块,研究不同掺量下不同类型钢纤维混凝土的拌和性能、形态,以及力学性能,结果表明:与基体混凝土相比较,钢纤维混凝土的抗变形能力和整体韧性明显提高,强度均优于基体混凝土,哑铃型和波浪型钢纤维混凝土的拌和性能较好,体积掺量1.8%的哑铃型钢纤维具有较好的力学性能指标.综合考虑管片的成型难易、生产成本、外观质量和力学性能,地铁盾构钢纤维混凝土管片的实际生产建议采用哑铃型钢纤维,体积掺量以1.8%为宜.

盾构隧道下穿城市道路的路面沉降计算方法研究

随着我国城市化进程的不断推进,地下空间的开发和利用越来越受重视,特别是盾构隧道已成为工程建设的重要技术手段。而城市地下环境日趋复杂,市政隧道下穿既有道路的项目愈发常见,研究与之对应的土体位移预测方法对地下空间安全评估至关重要。借助弹性力学中薄壁圆筒的平面模型,构建相应的边界条件,推导出适用于有重地层浅埋圆截面土体沉降变形的计算方法。以中国澳门纯钢纤维混凝土盾构隧道下穿友谊大马路工程为实例,并与不同收敛模式下随机介质理论进行对比验证。研究结果表明:理论公式与土体位移实测值吻合度较高,且略优于随机介质理论的计算结果。理论公式综合考虑了路基土体参数、隧道深径比及施工技术水平等因素的影响,计算结果合理可靠,可为盾构隧道下穿施工诱发土体位移预测提供重要的理论支持。

软弱地层下管片支护的数值模拟研究

将超短钢纤维混凝土的准静态力学实验结果作为参数,运用到钢纤维混凝土管片的数值模拟中,通过对软塑状黏性土、饱和粉土地层条件下不同材料的支护结果进行对比,得出在该地层条件下采用钢纤维混凝土管片可以有效减少隧道变形。

钢筋钢纤维混凝土衬砌管片偏心受压模型试验研究

钢纤维混凝土用于衬砌管片可以提高衬砌结构的可靠性。将钢筋钢纤维混凝土衬砌管片替代钢筋混凝土衬砌管片,对其偏心受压破坏模式及破坏机理进行研究。结果表明:混凝土强度等级为C50、HRB400级钢筋对称配筋、主筋配筋形式为8■12、钢纤维掺量为30 kg/m^3的贝卡尔特B80-4D型钢筋钢纤维混凝土衬砌管片比相同条件下主筋配筋形式为8■20的钢筋混凝土衬砌管片具有更高的承载力及更好的抗裂性;与欧洲规范相比,承载能力极限状态下增加30%的安全储备;正常使用极限状态下裂缝宽度为0.2 mm及0.3 mm,增加的安全储备分别为28.0%及53.5%;采用能量理论得到钢筋钢纤维混凝土衬砌管片破坏吸收能量与围岩释放能量的关系,求得衬砌管片最小设计厚度,所得结果可为钢筋钢纤维混凝土衬砌管片的设计及应用提供参考。

世界隧道工程技术发展主流趋势——安全、经济、绿色和艺术

近些年来世界隧道工程技术发展较快,突破性地建成多项宏伟的隧道工程,工程技术的主流趋势正朝着更加安全、经济、绿色和艺术等方向发展。在理论研究、工程设计、节能减排、新材料应用等诸多领域有较大进步。总结阐述其主要发展与进步,包括:大断面软岩隧道通过超前加固实现机械化全断面开挖;在硬岩、地质条件较好的软土地层隧道采用单层喷射混凝土衬砌;采用纤维部分或全部取代钢筋混凝土管片;隧道不仅可以是传统的单一功能隧道,而且还可以是复合的多功能隧道,如排洪和道路隧道、地铁和道路隧道等;隧道在满足其主要功能的基础上,还可作为能源为附近的建筑供暖;隧道和地下工程,特别是地铁车站应因地制宜设计,不仅要与周围环境相协调,而且要“强本减末”,减少装修,通过艺术设计实现混凝土结构与车站内其他设施的完美混搭。建议我国隧道技术不仅应该发挥隧道量的优势,还应把量的优势转化为质的优势、创新的优势和效益的优势,实现隧道建设从高速度发展到高质量发展的转变。