火灾高温后盾构隧道管片-加固体界面粘结性能试验研究

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2014.07.008

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隧道建设（中英文） ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (7): 642-648.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2014.07.008

火灾高温后盾构隧道管片-加固体界面粘结性能试验研究

杨成^1,2,3，闫治国^1,2,3，朱合华^1,2,3

（1. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092；  2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；  3. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092）

收稿日期:2014-04-21 修回日期:2014-06-01 出版日期:2014-07-20 发布日期:2014-07-16
作者简介:杨成（1988—），男，湖南衡阳人，同济大学隧道与地下建筑工程专业在读硕士研究生，主要从事隧道结构防火和地下空间防灾减灾等研究。
基金资助:
国家重点基础研究发展计划资助(2011CB013800)；上海市科技重点支撑项目（13231200400）

Experimental Study on Shear Properties of Interface between  Segment of Shield Tunnel and New Composite Structure  after Exposure to High Temperature

YANG Cheng ^1,2,3, YAN Zhiguo^1,2,3, ZHU Hehua^1,2,3

(1. State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;  2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of the Ministry  of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China;  3. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)

Received:2014-04-21 Revised:2014-06-01 Online:2014-07-20 Published:2014-07-16

摘要/Abstract

摘要：

用复合腔体加固体加固隧道结构是一种新型的加固方法，为了掌握火灾高温后复合腔体加固盾构隧道后界面的粘结性能，开展了50~400 ℃高温处理后粘结剂力学性能试验和混凝土立方体试件-复合腔体界面双面剪切试验。试验结果表明： 1) 在较低温度条件下，温度升高能优化粘结剂的力学性能；在较高温度下，粘结剂的力学性能随着温度的升高而降低，粘结剂的力学性能在150 ℃温度条件下最优，在超过300 ℃温度条件下，力学性能几乎失效。 2) 高温后混凝土-复合腔体界面破坏形式分为A,B,C 3种类型，混凝土-复合腔体界面的剪切刚度随着温度的升高而降低；混凝土-复合腔体界面粘结性能的最佳工作温度TP在50 ℃左右，完全失效温度Tf为300~400 ℃，在较低温度(15 ℃和50 ℃)、较高温度（100 ℃和200 ℃）和高温（250 ℃~Tf）条件下，影响混凝土-复合腔体界面粘结性能的主要因素分别是混凝土的剪切强度、碳纤维布-钢管界面的粘结性能和混凝土-粘结剂界面的粘结性能。

关键词: 火灾高温, 盾构隧道, 复合腔体, 界面, 粘结性能

Abstract:

Applying new composite to reinforce the segments of shield tunnel is a new reinforcement method. This paper focuses on the mechanical behavior of the binder and the shear properties of the interface between C50 concrete cube and the new composite structure after exposure to high temperature (50~400 ℃). The experiment results indicate that： 1) The mechanical behavior of the binder improves in relatively low temperature condition, however, the mechanical behavior of the binder reduces in relatively high temperature condition when the temperature increases; The optimum temperature of the binder is 150 ℃; The binder completely fails after exposure to a temperature over 300 ℃; 2) The failure of the interface between the C50 concrete cube and the new composite structure can be divided into 3 types; The optimum temperature Tp of the interface is about 50 ℃ and the failure temperature Tf is between 300 ℃ and 400 ℃; The shearing stiffness of the interface reduces when the temperature increases; Major factors affecting the shear properties of the interface after exposure to relatively low temperature(15,50 ℃), relatively high temperature(100,200 ℃)and high temperature (250 ℃~Tf) include the shear strength of the concrete, the bond property between the CFRP and the steel tube, and the bond property between the binder and the concrete.

Key words: high temperature (fire), shield tunnel, new composite structure, interface, shear properties

中图分类号:

U 455

杨成，闫治国，朱合华. 火灾高温后盾构隧道管片-加固体界面粘结性能试验研究[J]. 隧道建设, 2014, 34(7): 642-648.

YANG Cheng, YAN Zhiguo, ZHU Hehua. Experimental Study on Shear Properties of Interface between  Segment of Shield Tunnel and New Composite Structure  after Exposure to High Temperature[J]. Tunnel Construction, 2014, 34(7): 642-648.

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火灾高温后盾构隧道管片-加固体界面粘结性能试验研究

Experimental Study on Shear Properties of Interface between  Segment of Shield Tunnel and New Composite Structure  after Exposure to High Temperature

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