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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (11): 2063-2075.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.11.008
温家馨1, 2, 李化建1, 2, *, 石贺男2, 3, 李良顺2, 3, 董昊良2, 3
WEN Jiaxin1, 2, LI Huajian1, 2, *, SHI Henan2, 3, LI Liangshun2, 3, DONG Haoliang2, 3
摘要: 针对高地应力下软岩隧道变形显著、缺少高吸能隧道缓冲层材料的工程问题,以水性环氧树脂与乳化沥青为胶结基材、以发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒为吸能骨料,研发出满足隧道缓冲层功能需求的高吸能混凝土。分析压缩荷载下高吸能混凝土的力学性能,结合CT扫描与三维重构技术分析高吸能混凝土的吸能机制。结果表明: 1)压缩荷载下高吸能混凝土的应力-应变曲线呈现弹性、平台、强化、破坏4个阶段的发展特点,平台应力为1.189~1.624 MPa,弹性模量为17.89~24.50 MPa,最大极限压应变为0.6; 2)多阶段的吸能特征使高吸能混凝土具有良好的吸能性能,最大单位体积吸能达到0.84 J/cm3,其中平台吸能阶段吸能占比最大; 3)CT扫描结果表明,高吸能混凝土中EPS颗粒在密实变形及其连通性的发展主导其变形吸能性能,机制砂颗粒相互搭接形成的骨架结构也使其力学性能有显著提升; 4)建立基于Gibson-Ashby多孔介质模型的细观变形单元,获得压缩荷载下高吸能混凝土力学本构模型。