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    傅金陽:極端環境溫度條件下隧道襯砌混凝土早期開裂機理及防控
    2023-06-19  

      6月16日,2023世界交通運輸大會超大跨度隧道支護理論與技術論壇召開,中南大學副教授傅金陽做了題為《極端環境溫度條件下隧道襯砌混凝土早期開裂機理及防控措施》的報告。

      傅金陽指出,基于熱力學理論、熱力學參數的時變特征模型、水化產熱復合指數型熱量方程,以及隧道混凝土模板養護及拆模后的界面狀態邊界條件,通過二次開發建立了早齡期混凝士多因素耦合擴展有限元方法模型。該模型可用于計算極端溫度環境條件下隧道早齡期溫度場、濕度場、應力場及裂縫擴展路徑的模擬,但環境溫濕度邊界條件對最終隧道混凝開裂機理具有重要影響。

      混凝土早齡期開裂影響因素多、機理復雜,難以明確區分凝縮、干縮、溫縮等作用。融合多因素耦合作用的數值分析方法,能有效反應該綜合作用過程,具有很好應用前景。

      高地溫隧道現場實測與數值模擬均表明,實際工程中應考慮圍巖高地溫和混凝土水化放熱耦合效應對混凝土力學性能的不利作用。圍巖溫度低于63攝氏度時,隧道混凝土建議可不考慮水化放熱效應,按正常施工;當圍巖溫度超過此值時需采取保溫或隔熱施工措施。采用夾心式保溫隔熱層比表貼式保溫隔熱層更有利于隧道施工組織,同時可避免襯砌混凝土長期處于高溫狀態。

      在極端寒區環境溫度下隧道洞口仰拱填充混凝土現場施工時,傅金陽建議優先選擇在夏季或環境溫度高時段澆注混凝土。但當工期限制必須在低溫環境下澆筑混凝土時,他建議通過措施降低施工期間混凝土出罐溫度并提高養護溫度,避免混凝土早齡期裂縫的出現。



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