受荷状态下盾构隧道管片锈蚀劣化破坏过程研究

作     者：刘四进 何川 封坤 安哲立 Liu Sijin;He Chuan;Feng Kun;An Zheli

作者机构：西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 中国铁道科学研究院北京100081 

出 版 物：《土木工程学报》 (China Civil Engineering Journal)

年 卷 期：2018年第51卷第6期

页      面：120-128页

核心收录：

学科分类：0501[文学-中国语言文学] 0303[法学-社会学] 1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 0502[文学-外国语言文学] 1301[艺术学-艺术学理论] 0101[哲学-哲学] 081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金(U1361210 51578462) 国家重点研发计划(2016YFC0802201 2016YFC0802202) 中国工程院重点咨询项目(2015-XZ-28-02) 

主　　题：盾构隧道 管片衬砌 锈蚀劣化 破坏形态 破坏过程 

摘      要：为研究服役期盾构隧道衬砌结构性能衰退演变规律,从隧道结构长期处于水土荷载和周围离子侵蚀环境耦合作用下的特点出发,根据服役盾构管片压弯荷载受荷特征,采用弯矩、轴力导入的方式,等效地模拟盾构隧道管片的实际受力状态,结合围堰式的电化学加速锈蚀方式,研发了可实现压弯受荷状态下进行盾构管片加速锈蚀劣化的试验系统,重点分析不同工况下盾构隧道管片锈蚀劣化发生发展规律。主要结论有:未锈蚀管片裂缝形态主要以受拉横向裂纹为主;未加载锈蚀管片在锈蚀阶段仅产生顺筋锈胀裂纹,裂纹宽度体现出先增大后趋于稳定的特点,加载破坏阶段锈蚀区混凝土在锈胀裂纹和受拉裂纹共同作用下将出现混凝土局部剥离与错动现象;压弯受荷状态下,管片裂缝的扩展是钢筋锈蚀与外加荷载共同作用的效果,管片受拉裂纹与锈蚀裂纹体现出相伴发生发展的规律,管片承载能力存在较大降低。研究成果可为设计基准期内盾构隧道管片衬砌结构长期安全性能评价提供重要参考。