摘要：高岩温环境中隧道的结构体系通常以"普通喷射混凝土+防水层+有机隔热材料+模筑混凝土衬砌"为主,因高岩温影响普通喷射混凝土的性能降幅显著,有机隔热材料的耐久性也得不到保障,很难满足隧道工程100年的设计使用寿命要求。基于以上背景,提出一种全新的高岩温环境中隧道的隔热思路和方法:即采用"高性能隔热轻骨料喷射混凝土"代替"普通喷射混凝土初期支护+有机隔热材料",喷射混凝土兼做结构层与隔热层。设想通过胶凝材料和骨料改性,添加无机纤维等技术,利用宏观试验和低场核磁共振微观分析方法,实现喷射混凝土在特定环境的使用功能,研制形成适用于高岩温环境的高性能隔热轻骨料喷射混凝土材料,为进一步拓展喷射混凝土的应用范畴和提升高岩温环境中隧道修建技术奠定理论基础。

摘要：以喷射混凝土配比为基准,将3种不同掺量的陶粒和玄武岩纤维进行组合,配制出9组轻骨料喷射混凝土(Lightweight Aggregate Fiber Shotcrete,简称"LAFS")来探究陶粒与玄武岩纤维对LAFS抗压、抗拉及抗剪强度的影响规律,根据试验结果建立了LAFS强度预测模型,同时借助RFPA~(2D)软件模拟得到了LAFS受力过程中陶粒及玄武岩纤维的受力特征和破坏规律。结果表明:陶粒掺量与玄武岩纤维掺量对LAFS抗压、抗拉及抗剪强度的影响是交互的。试验分析得到陶粒掺量为116.248 kg/m~3、玄武岩纤维掺量为5.26 kg/m~3时LAFS性能最优。陶粒与LAFS的充分粘结是保证LAFS强度的关键,纤维在LAFS受力过程中整体性良好,在LAFS破坏之前可与混凝土基体共同受力。本研究可为工程上发展LAFS提供试验及理论依据。

摘要：本文以地下水氯离子含量高、受动压影响显著环境应用轻骨料纤维喷射混凝土(Lightweight Aggregate Fiber Shotcrete,简称"LAFS")喷层支护的情况为背景,设计出了以不同的氯化钠溶液侵蚀龄期与侵蚀浓度、陶粒掺量以及纤维种类为影响因素的正交试验,进行抗压、劈裂抗拉以及动态压缩一维SHPB冲击试验,并借助扫描电镜对氯盐侵蚀及纤维增强机理进行分析。研究结果表明:影响氯盐侵蚀LAFS抗压、劈裂抗拉及冲击性能的影响因素主要是侵蚀龄期和陶粒掺量,随侵蚀龄期和陶粒掺量的增加均呈现出先增加后下降的趋势。适量陶粒的掺入,使LAFS在氯盐侵蚀环境中具有一定的弹性缓冲性能,从而使其力学及抗氯盐侵蚀性能得到提升,本试验条件下,陶粒取代石子14%体积率的LAFS掺量最佳。结合LAFS冲击破坏形态,宜选用钢纤维来进行增强LAFS力学性能,其次为玄武岩、聚丙烯纤维。