摘要：研究目的:寒区隧道内温度分布是保温设计和冻害防治的关键和前提,其影响因素可归纳为三类,即环境气象、工程结构以及交通因素。相较于环境气象和交通因素,目前针对工程因素,尤其特长隧道通风设施对隧道内温度分布影响的研究不足。结合青藏高原东南缘某高速公路特长隧道,系统开展了隧址区环境气象与不同建设阶段隧道内气温的空间分布与季节变化的连续观测,重点论述了通风斜井对隧道内温度环境的影响。研究结论:(1)隧道贯通前,洞内通风差,环境气温对隧道内温度的影响进深为300~400 m,隧道洞口段气温年平均值和振幅随进深增加呈指数形式增加和减小;(2)隧道开挖至斜井并与其连通后,在烟囱效应作用下,冷季时自进口至斜井形成稳定的单向风,洞内气温基本呈线性分布,梯度约为0.5℃/100 m;(3)隧道贯通后,冷季时斜井烟囱效应引发隧道内形成稳定的自进口、出口至斜井的双向通风,洞内温度呈现基本以斜井为中心的对称分布,全隧道范围内出现显著负温;(4)通风斜井对隧道内温度分布规律及负温段长度均有显著的影响,在寒区隧道保温设防和冻害防治中应予以考虑。

摘要：负温环境是隧道冻害发生的必要条件,因此隧道内气温、衬砌和围岩体温度的空间分布与时间变化过程是寒区隧道冻害机理和防治研究的关键。目前,已有研究多采用月平均值来描述隧道内的温度环境及其影响因素,忽略了其日变化过程,可能低估隧道内负温段长度和冻结深度以及衬砌结构经历的冻融作用,由此造成保温设防设计的不足。以青藏高原东北缘的一高海拔寒区公路特长隧道为例,通过对洞内气温的自动连续观测,统计分析了隧道内气温的日变化特征。运用叠加原理将寒区隧道径向温度场分为稳态和瞬态,在求解瞬态温度场过程中采用Laplace变换,同时考虑隧道内气温的日变化和年变化过程,构建了包括保温层、衬砌和围岩体等多层介质的寒区隧道径向温度场解析解,对比分析了考虑与不考虑气温日变化过程隧道衬砌结构温度的变化规律。结果表明,隧道内气温的日变化幅度在进、出口段较为显著,日振幅可达11℃以上,随着进深增加逐渐减小,至隧道中部气温日振幅降至2℃以内。同时,隧道内气温日振幅表现出明显的季节性,冷季明显大于暖季。考虑气温的日变化过程的解析解能够更准确地反映隧道结构所经历的冻结时长和冻融循环次数,与隧道结构层内实测温度的波动范围更加接近。现场监测结果和理论解析方法对于寒区隧道衬砌混凝土抗冻等级选择和冻融损伤预测以及衬砌挂冰和路面结冰预警等具有积极意义。

摘要：为给桥梁工程中HRB400钢筋与超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)锚固设计提供依据,对两者间的粘结性能及锚固长度进行研究。根据中心拔出试验中54个不同参数HRB400钢筋与UHPC锚固试件的粘结强度结果,回归得到粘结强度计算公式;在此基础上利用中心点法进行锚固可靠度分析与基本锚固长度计算,并与国内外规范基本锚固长度计算结果进行对比。结果表明:《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)和CEB-FIB Model Code 2010计算的基本锚固长度接近,与中心点法相比偏大、偏安全;基于锚固长度计算结果,给出不同保护层厚度下基本锚固长度和钢筋断裂最小锚固长度建议值;提出UHPC相对保护层厚度为0.5时,可采用《混凝土结构设计规范》计算HRB400钢筋与UHPC基本锚固长度和钢筋断裂最小锚固长度;UHPC相对保护层厚度为1.0、1.5、2.0时,可通过修正《混凝土结构设计规范》计算结果取值,基本锚固长度修正系数分别可取0.8、0.65、0.55,钢筋断裂最小锚固长度修正系数分别可取0.85、0.7、0.6。

摘要：为研究超高性能混凝土(UHPC)在RC梁加固中的适用性,通过双面剪切试验对UHPC-普通混凝土界面粘结性能进行分析。分别对RC梁受压、受拉区进行UHPC薄层加固,对未加固RC梁和受压、受拉区加固RC梁进行四点弯曲试验,对比正截面抗弯性能。结果表明:界面处理后,界面粘结性能大于普通混凝土抗剪强度。确定人工凿毛5 mm的界面处理方式。RC梁采用UHPC加固后,抗弯承载能力显著提高,受压区加固RC梁后受拉钢筋屈服荷载、试验峰值荷载分别提高了54.3%、52.2%,受拉区加固RC梁后受拉钢筋屈服荷载、试验峰值荷载分别提高了85.7%、96.9%;受拉钢筋屈服时受压、受拉区加固RC梁裂缝宽度较未加固RC梁分别减小了49.4%、72.3%;相同裂缝宽度0.2 mm下,受压、受拉区加固RC梁承载能力较未加固RC梁分别提高了1.4倍、6.5倍。提出UHPC加固RC梁极限抗弯承载力计算公式,该公式计算值与试验实测值吻合良好,且偏安全,可以指导UHPC加固RC梁设计。

摘要：为研究钢-UHPC组合结构中栓钉连接件在疲劳荷载作用后的剩余力学性能,设计制作了2组共4个推出试件进行试验研究,一组为静载破坏试验,一组在进行200万次疲劳循环荷载后开展静载破坏试验。试验结果表明:1)钢-UHPC推出试件在静载试验和疲劳后的静载试验中栓钉破坏模式均为剪断破坏;2)在经历200万次疲劳循环加载后,钢-UHPC试件抗剪刚度退化30%~40%,极限承载力与静载试验相比下降幅度约为6%,普通混凝土中栓钉承载力下降约23%,表明疲劳荷载抗剪刚度影响显著,但对钢-UHPC推出试件承载力影响较小,且远小于普通混凝土中栓钉承载力退化水平。

摘要：为研究普通钢筋混凝土梁不同受力区域加固超高性能混凝土(UHPC)后抗弯承载力的变化情况,设计、制作了3根试验梁[未加固钢筋混凝土梁(RC)、受压区UHPC加固梁(UC)和受拉区UHPC加固梁(UT)],采用四点加载法进行抗弯试验,分析加固前后试验梁的破坏模式、荷载-挠度曲线及承载力变化规律。结果表明:试验梁UC和UT相较于RC,刚度和承载力大幅提高,其中承载力分别提高61.2%和96.9%;提出了钢筋混凝土梁受压区、受拉区(考虑纤维贡献)加固UHPC后的抗弯承载力简化计算公式,计算值和试验值误差小于5%,具有较高的计算精度和适用性。

摘要：为了解预制普通混凝土(NC)拼装梁粗骨料UHPC湿接缝的抗弯性能及界面处理形式对其影响程度,进行抗弯试验及有限元分析。设计、制作3组不同界面处理形式(人工凿毛、预贴5 mm厚凿毛带、不作凿毛处理)的粗骨料UHPC湿接缝梁、1组人工凿毛普通混凝土湿接缝梁及1组整体梁进行抗弯试验,结合有限元分析结果,对比其破坏模式、抗裂性能、抗弯刚度及承载力。结果表明:预贴5 mm厚凿毛带的粗骨料UHPC湿接缝试件抗裂性能接近于整体梁试件;采用3组不同界面处理形式的粗骨料UHPC湿接缝试件破坏模式、抗弯刚度及延性均接近整体梁试件,抗裂性能远高于普通混凝土湿接缝试件;提出的湿接缝梁承载力简易公式计算值与有限元计算值和试验值吻合良好。

摘要：为研究高强钢筋超高性能混凝土(UHPC)梁的抗弯性能,以配筋率和钢筋等级为参数,设计制作6根HRB500级高强钢筋和3根HRB400级普通钢筋UHPC梁进行梁体抗弯性能试验研究。试验采用三分点对称加载,根据试验结果分析试验梁的破坏模式、荷载~挠度曲线、裂缝扩展和延性;考虑UHPC受拉贡献进行折减(受拉区等效应力折减系数取0.5),提出正截面承载力简化计算方法,并与试验结果进行对比。结果表明:少筋梁和超筋梁呈脆性破坏,适筋梁呈延性破坏,破坏过程包括无裂缝、裂缝扩展、钢筋屈服和破坏4个阶段;UHPC梁承载力随配筋率的增大而增大,其最小配筋率建议取1.0%;对于HRB500钢筋UHPC梁,界限配筋率约为8.10%,合理配筋率建议取2.5%~5.0%,此范围内的UHPC梁具有较好的延性;UHPC初裂取决于基体的抗拉能力,受配筋率和钢纤维的影响较小,而最大裂缝宽度0.05 mm和0.2 mm时名义拉应力与配筋率基本呈线性正相关;提出的正截面承载力简化计算公式具有较高的计算精度和适用性。

摘要：以深圳地铁5号线民治站基坑工程为依托,通过对基坑连续墙水平位移及内力的实测分析,系统研究偏压基坑围护结构位移和内力特征,对围护结构稳定性进行评价。测试结果表明:基坑开挖较浅时,两侧墙体上部发生向基坑内的变形,但受列车及路基偏压影响,紧邻铁路侧墙体位移比远离铁路侧墙体位移大,基坑挖至一定深度后,远离铁路侧墙体上部向基坑外移动,且基坑开挖越深,向基坑外变形越大;相同工序、相同深度条件下,紧邻铁路侧墙体弯矩较远离铁路侧大,紧邻铁路侧墙体弯矩最大值位置比远离铁路侧墙体深;根据偏压基坑位移及受力模式,设计上应对基坑两侧支护参数区别考虑。测试结论可为偏压基坑设计施工提供参考。

摘要：为了解钢-UHPC组合梁中长栓钉连接件的抗剪承载力和钢-UHPC界面滑移特性,采用推出试验和有限元法进行研究。设计、制作13个采用不同长栓钉布置形式的钢-UHPC试件进行推出试验,同时建立采用不同长栓钉与UHPC接触关系(面面接触、绑定约束、内置区域)的推出试件有限元模型,分析试件的长栓钉抗剪承载力、界面滑移性能,拟合得到考虑UHPC增强系数的钢-UHPC组合梁的长栓钉抗剪承载力、荷载~滑移公式,并与国内外规范、相关研究公式及试验值进行对比。结果表明:钢-UHPC推出试件破坏模式均为长栓钉剪断;采用面面接触的有限元模型荷载~滑移曲线与试验结果较为接近,而采用绑定约束和内置区域的模型中长栓钉受力行为与实际不符,计算值与试验值误差较大;现有规范及相关研究中的栓钉抗剪承载力、荷载~滑移公式计算值与试验值误差较大,本文公式计算值与试验值吻合较好,可用于长栓钉连接件钢-UHPC组合梁抗剪性能的初步确定。