钢纤维喷射混凝土在隧道中的断裂力学设计方法

摘要

钢纤维混凝土开裂后,受拉侧仍能提供较大的拉力,因此比普通混凝土更适合用于大土压、大变形的围岩条件.在我国规范中,用钢纤维混凝土的轴拉强度作为开裂后钢纤维喷射混凝土所能承受的拉应力Il].但钢纤维混凝土的轴拉强度并不能反映铜纤堆混凝土构件在受弩过程中,中性轴上升、开裂区扩大,开裂区继续承受弯矩的特征,因此设计上偏于保守.本文介绍了日本规范中对钢纤维混凝土隧道衬砌设计的方法,该方法以断裂力学为基础,既考虑裂缝的存在,又考虑钢纤堆传递拉应力的受力特点.本文还将该方法与施工现场实验数据相结合,确定出武隆隧道钢纤维喷射混凝土衬砌的理论厚度.计算结果表明,只用钢纤维喷射混凝土作为隧道的初期支护能够满足强度要求,从而节省了设置钢拱架或钢筋网等工序,加快了施工进度.