世界隧道工程技术发展主流趋势——安全、经济、绿色和艺术 被引量：13

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作者 严金秀 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第5期693-696,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 世界隧道工程 衬砌 大断面开挖 纤维混凝土管片 多功能隧道 能源隧道

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纤维混凝土对深埋调蓄盾构隧道管片力学性能的影响 被引量：1

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作者 张金生 庄欠伟 +1 位作者 李东 张弛 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期758-768,共11页

以上海苏州河段深埋调蓄盾构隧道工程为背景,采用多功能回型框架试验系统对3组不同纤维混凝土和1组无纤维混凝土浇筑的管片梁和管片接头进行足尺静载试验,探究了3种纤维混凝土对深埋调蓄盾构隧道管片力学性能的影响.管片梁试验结果表明... 以上海苏州河段深埋调蓄盾构隧道工程为背景,采用多功能回型框架试验系统对3组不同纤维混凝土和1组无纤维混凝土浇筑的管片梁和管片接头进行足尺静载试验,探究了3种纤维混凝土对深埋调蓄盾构隧道管片力学性能的影响.管片梁试验结果表明:合成纤维可以提高混凝土的抗拉能力,在内水压达到0.5 MPa时不同纤维可使钢筋应力降低8%-22%不等;合成纤维可以有效延缓裂缝的出现并抑制其发展,其中Barchip纤维管片裂缝宽度降低了40%,同维纤维降低了20%,钢纤维降低了28%.管片接头试验结果表明:合成纤维可以提高接头试件的整体刚度,其中Barchip纤维提高了24%,同维纤维提高了10%,钢纤维提高了17%;合成纤维混凝土可以有效降低接头受压区在螺栓屈服时出现碎角破坏的程度.总体而言,Barchip纤维在抑制裂缝发展和提高管片和接头整体刚度等方面的表现均优于钢纤维,而同维纤维在相关方面的表现则劣于钢纤维. 展开更多

关键词 纤维混凝土 足尺静载试验 管片接头 力学

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盾构隧道钢纤维混凝土管片顶推施工过程中的力学特性研究 被引量：1

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作者 郑爱元 刘应军 《交通科技》 2019年第5期108-112,共5页

文中依托深圳市轨道交通7号线工程应用与理论研究成果开展了钢纤维混凝土管片的专题研究,通过研究钢纤维混凝土管片在顶推施工过程中的力学特性,提出试验工点使用无筋混凝土管片的优化方案,并通过midas GTS NX数值模拟软件进行模拟并与... 文中依托深圳市轨道交通7号线工程应用与理论研究成果开展了钢纤维混凝土管片的专题研究,通过研究钢纤维混凝土管片在顶推施工过程中的力学特性,提出试验工点使用无筋混凝土管片的优化方案,并通过midas GTS NX数值模拟软件进行模拟并与顶推试验数据进行对比,验证了现场测试方案合理性。 展开更多

关键词 盾构隧道 钢纤维混凝土 管片 顶推试验 力学性能

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钢纤维混凝土管片生产质量控制

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作者 熊炎平 《广东建材》 2024年第2期44-47,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 钢纤维混凝土管片 质量控制 性能指标 优化措施

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盾构隧道下穿城市道路的路面沉降计算方法研究

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作者 张杰 马野 +1 位作者 谢家化 林宇亮 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期156-163,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 纯钢纤维混凝土管片 地表沉降 土体损失 安全评估

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火灾后RC及HFRC隧道管片破坏试验研究 被引量：9

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作者 沈奕 闫治国 沈安迪 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期531-537,共7页

为研究火灾后盾构隧道管片的破坏模式,借助火灾试验手段,对钢筋混凝土(RC)及混杂纤维混凝土(HFRC)两种类型的管片在不同工况下的破坏模式进行了研究。根据试验结果,受正弯矩单向加载的钢筋混凝土管片的极限承载力和变形性能均大于混杂... 为研究火灾后盾构隧道管片的破坏模式,借助火灾试验手段,对钢筋混凝土(RC)及混杂纤维混凝土(HFRC)两种类型的管片在不同工况下的破坏模式进行了研究。根据试验结果,受正弯矩单向加载的钢筋混凝土管片的极限承载力和变形性能均大于混杂纤维混凝土管片。在该工况下,钢筋混凝土管片的破坏模式为弯曲破坏,混杂纤维混凝土管片的破坏模式则为弯曲剪切破坏。而在受负弯矩双向加载的工况下,钢筋混凝土管片为剪切破坏模式,而混杂纤维混凝土管片为受弯破坏模式。由于破坏模式的差别,导致混杂纤维混凝土管片的变形发挥要优于钢筋混凝土管片。基于以上结论,笔者对盾构隧道管片的抗火设计提出了一些相关建议。 展开更多

关键词 隧道火灾 钢筋混凝土 混杂纤维混凝土 盾构隧道管片

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钢纤维混凝土管片设计及试验研究 被引量：5

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作者 张帆 廖霖 +2 位作者 赵健 刘冠志 张昌锁 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2021年第9期63-69,共7页

钢纤维可取代钢筋用作混凝土管片的受力筋,但对于钢纤维混凝土管片的设计及承载力计算尚无统一定论。对钢纤维混凝土管片进行承载能力极限状态下应力-应变分析,提出了钢纤维混凝土管片承载能力极限状态承载力计算公式,通过对钢纤维混凝... 钢纤维可取代钢筋用作混凝土管片的受力筋,但对于钢纤维混凝土管片的设计及承载力计算尚无统一定论。对钢纤维混凝土管片进行承载能力极限状态下应力-应变分析,提出了钢纤维混凝土管片承载能力极限状态承载力计算公式,通过对钢纤维混凝土进行抗压强度和残余弯曲强度测试,得出了不同纤维含量钢纤维混凝土应力-应变关系,按照本文所提出的公式,确定了管片所需钢纤维含量,制作了2块钢纤维混凝土管片,并进行抗弯试验。试验表明,钢纤维含量为40kg/m^(3)的钢纤维混凝土管片极限承载力为247.5kN,验证了该含量下钢纤维混凝土管片可满足延性破坏要求,其安全分项系数高于1.1。此外,研究发现钢纤维混凝土管片破坏前并不能产生细而密集的裂缝,而是直接由1~2条宽大裂缝造成破坏,同时还发现钢纤维混凝土管片制作时需保证钢纤维分散的均匀性。 展开更多

关键词 钢纤维混凝土 管片 延性破坏 承载能力极限状态 应力-应变分析

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基于裂后线性软化模型的钢筋钢纤维混凝土盾构管片应用研究 被引量：4

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作者 李德明 董占武 +1 位作者 温书亿 邓一三 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期148-153,共6页

通过开口梁三点弯曲试验研究了钢纤维混凝土的裂后塑性行为,选取了裂后线性软化模型作为盾构管片的材料模型,并在内力等效原则下,计算得到了由弹性弯拉残余强度表示的裂后线性软化模型下的塑性轴拉残余强度。通过截面静力平衡方程,引入... 通过开口梁三点弯曲试验研究了钢纤维混凝土的裂后塑性行为,选取了裂后线性软化模型作为盾构管片的材料模型,并在内力等效原则下,计算得到了由弹性弯拉残余强度表示的裂后线性软化模型下的塑性轴拉残余强度。通过截面静力平衡方程,引入塑性轴拉残余强度,得到了适用于大、小偏压条件下的钢筋钢纤维混凝土结构正截面承载力计算公式,完善了钢筋钢纤维混凝土管片的正截面承载力计算体系。通过管片全尺寸试验验证了材料模型和正截面计算方法的合理性。 展开更多

关键词 钢筋钢纤维混凝土 裂后线性软化模型 弹性弯拉残余强度 塑性轴拉残余强度 管片全尺寸试验

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粗纤维增强钢筋混凝土截面的时效分析 被引量：1

9

作者 付春松 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期209-217,共9页

将粗合成纤维用于隧道管片衬砌可以提高其强度,但在持续弯曲荷载作用下构件会随时间发生蠕变和出现裂缝。随着对混凝土裂缝应对能力的提升,粗合成纤维作为一种可用的替代品,凭借优良的经济性和耐久性等优势,在隧道管片制作中将得到越来... 将粗合成纤维用于隧道管片衬砌可以提高其强度,但在持续弯曲荷载作用下构件会随时间发生蠕变和出现裂缝。随着对混凝土裂缝应对能力的提升,粗合成纤维作为一种可用的替代品,凭借优良的经济性和耐久性等优势,在隧道管片制作中将得到越来越广泛的应用。文章基于时效特性分析了在持续弯矩和轴向应力作用下,粗纤维增强钢筋混凝土横截面的蠕变和收缩效应,并通过算例进行了验证。研究结果表明:混凝土中的纤维对于提高构件横截面的抗弯强度作用有限,但是纤维减少了构件在服役期间的蠕变,并且当纤维与普通钢筋共同作用时,能显著减少最大裂缝的宽度值。 展开更多

关键词 粗纤维 钢筋混凝土 纤维混凝土 隧道管片 蠕变 收缩时效分析

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钢纤维混凝土盾构管片抗弯性能试验研究 被引量：1

10

作者 刘牧天 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2022年第S02期1417-1421,共5页

为研究不同类型钢纤维混凝土盾构管片的抗弯性能,设计了缩尺模型管片,定量对比分析了钢筋混凝土(RC)管片与钢纤维混凝土(SFRC)管片的承载性能和裂缝扩展规律。结果表明:对于厚度为270mm的管片,采用45kg/m^(3)的3D型钢纤维和25kg/m^(3)... 为研究不同类型钢纤维混凝土盾构管片的抗弯性能,设计了缩尺模型管片,定量对比分析了钢筋混凝土(RC)管片与钢纤维混凝土(SFRC)管片的承载性能和裂缝扩展规律。结果表明:对于厚度为270mm的管片,采用45kg/m^(3)的3D型钢纤维和25kg/m^(3)的4D型钢纤维均可以实现替代箍筋70%,纵筋17%的目标。 展开更多

关键词 钢纤维混凝土 盾构管片 缩尺模型 抗弯性能

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地铁隧道钢纤维混凝土管片力学性能研究 被引量：28

11

作者 闫治国 朱合华 +1 位作者 廖少明 刘丰军 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期2888-2893,共6页

为研究施工荷载作用下,管片局部抗压及环缝等薄弱部位的受力性能,对钢纤维混凝土管片的力学性能进行了三维数值模拟及现场试验,研究内容包括:(1)千斤顶作用下管片的局部抗压性能;(2)盾构直线推进及纠偏工况时管片的力学性能。研究结果表... 为研究施工荷载作用下,管片局部抗压及环缝等薄弱部位的受力性能,对钢纤维混凝土管片的力学性能进行了三维数值模拟及现场试验,研究内容包括:(1)千斤顶作用下管片的局部抗压性能;(2)盾构直线推进及纠偏工况时管片的力学性能。研究结果表明,在最大施工荷载(900kN)作用下,管片局部抗压性能及手孔等应力集中部位均满足设计要求。同时,管片在施工荷载作用下没有裂缝产生,说明钢纤维混凝土管片抗裂性能较强。这也表明钢纤维的加入,大大提高了混凝土管片的力学性能,钢纤维混凝土管片用于地铁隧道工程是可行的。 展开更多

关键词 隧道工程 钢纤维管片 接头性能 数值模拟

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钢纤维管片接头局部应力的数值模拟试验 被引量：12

12

作者 廖少明 闫治国 +2 位作者 宋博 朱合华 刘丰军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期653-659,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 盾构隧道 钢纤维混凝土管片 局部应力 数值模拟试验

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钢纤维类型对钢纤维混凝土性能影响的试验研究 被引量：9

13

作者 曹玉新 《兰州交通大学学报》 CAS 2019年第6期1-8,共8页

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... 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. 展开更多

关键词 钢纤维混凝土管片 钢纤维类型 体积掺量 拌和性能 力学性能 试验

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钢纤维混凝土管片结构力学特性研究 被引量：2

14

作者 张帆 张戈 +1 位作者 徐秀峰 柳献 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3463-3475,共13页

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... 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。 展开更多

关键词 钢纤维混凝土管片 刚度 承载力 足尺试验 破坏模式

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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 被引量：5

15

作者 郑爱元 徐斌 陈湘生 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期52-58,73,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 地铁隧道 钢筋纤维混凝土管片 极限状态设计 可靠度

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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 被引量：5

16

作者 郑爱元 徐斌 陈湘生 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期211-217,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 海相地层 地铁 盾构隧道 钢纤维混凝土管片 试验 性能研究

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