碳纤维布补强公路隧道衬砌的承载力计算方法研究

摘要

我国是世界上公路隧道最多的国家，在已建的隧道中有相当多的己进入维修期，一个养护维修的高峰即将到来。作为一项新的补强方法，碳纤维补强公路隧道衬砌结构的研究受到国内外工程界的关注，碳纤维补强技术具有施工便捷、自重轻、高强高效、耐久性好、扰动小等传统补强技术不可比拟的优点，使其在隧道补强工程中具有广泛的应用前景。 隧道衬砌结构多为偏心受压构件，鉴于单截面承载能力的研究具有基础性作用，本文以碳纤维布补强混凝土偏压构件为基础，对碳纤维补强公路隧道设计方法进行研究，主要研究内容包括： 1.在钢筋混凝土基本假定的基础上，进行全过程分析，推导碳纤维补强偏心受压构件的基本理论公式，根据不同的破坏形式推导可应用于实际工程的补强计算简化公式。最后，利用相应的试验数据对本文提出的计算公式进行验证； 2.对剥离破坏形式进行讨论，分析剥离区域的应力状态，建立剥离破坏的判别条件，归纳引起碳纤维剥离破坏的主要影响因素，提出相应的工程措施以避免剥离现象的发生； 3.用有限元法分别根据荷载结构法和地层结构法确定碳纤维补强隧道衬砌的设计验算公式，并讨论其适用范围； 4.分析碳纤维布补强偏心受压构件的开裂过程以及刚度变化过程，推导了裂缝和刚度计算公式； 5.本文对已有隧道衬砌病害进行具体的设计计算，对由拱顶围岩松弛造成的隧道衬砌裂损的情况进行碳纤维补强设计。

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文摘

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第一章绪论

第二章碳纤维补强偏心受压构件截面的承载力研究

第三章碳纤维补强衬砌结构的裂缝与变形

第四章碳纤维补强隧道衬砌的剥离破坏分析

第五章碳纤维补强隧道衬砌结构的设计计算方法

第六章工程实例

第七章结论与建议

致谢

参考文献