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流–固两相场隧道衬砌相似材料的研制与模型试验
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U45[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044, [2]中国中建设计集团有限公司,北京100037
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51378051,51678038); 霍英东教育基金会应用优选资助(122009)
中文摘要:

为解决流–固两相场隧道衬砌设计中材料模拟及参数测定的难题,开展石英砂、钢纤维为骨料,工业石蜡为黏结剂的相似材料研制,进行优化材料配比、装模温度及荷载效应测定的正交模型试验。试验表明该相似材料制备的结构模型非亲水性好、快速成型、无需养护、廉价可循环利用、制备方便,污染小、性能稳定,是一种非常适合于流–固两相场隧道衬砌的模型相似材料。在1∶100相似比试验条件下,控制装模温度在62℃,按石蜡∶石英砂∶钢纤维=15∶90∶1的基准配比,可研制出满足流–固耦合两相场隧道围岩边界条件,且破坏模式相似的衬砌相似材料。将相似衬砌应用于模型试验,通过与实际工况对比,得到合理范围的内力变化及破坏规律,满足力学参数相似原则。该相似试验的参数测定方法可为工程设计的参数对比提供选择。

英文摘要:

The orthogonal model tests were carried out to solve the problem of material simulation and parameter determination for tunnel lining design in the fluid-solid two phase field. The similar materials were developed by quartz sand,steel fibers and industrial paraffin,which the quartz sand and steel fibers is the aggregates and the industrial paraffin is the bonding agent. The orthogonal model test optimized the ratio of materials,the loading temperature and the load effect's measurement. The experimental results show that the structure model of the similar material has good non-hydrophilicity,rapid prototyping,no need of maintenance,low cost,convenient preparation,less pollution and stable performance. The similar material is very suitable for the tunnel lining model test in the fluid solid two-phase field. The control module temperature is 62 ℃ under the similarity ratio of 1∶100. The standard ratio will be paraffin∶quartz sand∶steel fiber = 15∶90∶1. The lining similar materials are developed to satisfy both the boundary condition of the tunnel lining surrounding rock in the fluid-solid coupled two phases field and the failure mode is similar. The similar lining is applied in the model test, and the reasonable range of internal force change and failure law is obtained by comparing with the actual working conditions,which can satisfy the similarity principle of the mechanical parameters. The parameter measurement method of the similar test can provide the choice for the parameter comparison in engineering design.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823