自從世紀(jì)年代初以來,混凝土由于其較高的抗壓能力及良好的耐久性,作為主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)材料用于土木工程已有一百多年的歷史。近年來,隨著現(xiàn)代混凝土技術(shù)的研究、應(yīng)用與發(fā)展,強(qiáng)度高、耐久性好和工作性能優(yōu)異的添加了聚丙烯腈纖維的高性能混凝土正逐漸迅速發(fā)展,并替代傳統(tǒng)的混凝土用于工程結(jié)構(gòu)中`一。添加了聚丙烯腈纖維的高性能混凝土,能大幅度提高工程結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力,減小結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的尺寸和自重,適應(yīng)現(xiàn)代化工程結(jié)構(gòu)向大跨、重載發(fā)展的需要,己被公認(rèn)為是一種當(dāng)代最有發(fā)展前途并可大面積推廣應(yīng)用的新一代工程結(jié)構(gòu)材料。添加了聚丙烯腈纖維的高性能混凝土的應(yīng)用將越來越受到人們的重視,在我國有廣闊的應(yīng)用前景。

    然而,添加了聚丙烯腈纖維的高性能混凝土與傳統(tǒng)的普通混凝土相比,結(jié)構(gòu)密實,脆性更大,滲透性低,造成了其一個弱點一抗火性差,尤其是高溫容易發(fā)生爆裂現(xiàn)象。近些年來,火災(zāi)頻頻發(fā)生,火災(zāi)己成為造成結(jié)構(gòu)破壞主要因素之一。一旦發(fā)生火災(zāi),混凝土性能將嚴(yán)重惡化,在高溫下,通常容易軟化,結(jié)構(gòu)性能大大削弱,混凝土構(gòu)件在受熱時不可避免地發(fā)生表面爆裂,特別是承受較高應(yīng)力的添加了聚丙烯腈纖維的高性能混凝土構(gòu)件,如果不采取一定措施,在高溫中暴露較短的時間后,就會失去耐火能力。構(gòu)件承載力會大大降低發(fā)生破壞,甚至坍塌,將造成巨額經(jīng)濟(jì)損失。

    因此,開展高溫后添加了聚丙烯腈纖維的高性能混凝土的力學(xué)性能試驗及對其高溫后超聲測試,掌握高溫后添加了聚丙烯腈纖維的高性能混凝土力學(xué)性能和損傷規(guī)律,為全面地評價高溫火災(zāi)后添加了聚丙烯腈纖維的高性能混凝土結(jié)構(gòu)性能變化和損傷程度提供可靠的試驗數(shù)據(jù),指導(dǎo)高溫火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理而有效的加固修復(fù),具有重要的理論意義和工程價值。

    隨著城市的快速發(fā)展,城市人口大量集中,為城市的公共交通造成巨大的壓力,也限制了城市的進(jìn)一步發(fā)展。由于地面建筑物密集,難以有更大的空間建造高架或道路,因而大范圍的開發(fā)地下空間,建造地鐵隧道成了緩解交通壓力的重要手段。近年來,繼北京、上海、廣州、天津、香港等城市興建了地鐵隧道之后,其他大中城市如深圳、南京、武漢等地也開始了地鐵隧道建設(shè)工程。我國己成為世界上隧道最多、最復(fù)雜、發(fā)展最快的國家。一方面交通已不斷向我國西部多山地區(qū)不斷延伸,另一方面長江、黃河沿線的地下連接都需要巨大的隧道工程來支撐。有些人甚至提出了建設(shè)跨越渤海灣連接遼東與膠州半島的隧道通道,以及海南島與陸地之間跨海延伸的海底隧道等。

    隧道是一種外圍是土壤或巖石,只有內(nèi)部的密閉空間的特殊結(jié)構(gòu),發(fā)生火災(zāi)時,雖然具有一定的偶然性,但熱煙氣不能及時排除,熱量聚集,內(nèi)部溫度上升快,可能較早出現(xiàn)轟燃,其后果均相當(dāng)嚴(yán)重。隧道大型火災(zāi)爆炸事故不僅引起大量人員傷亡和巨大財產(chǎn)損失,導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)破壞,最終還造成社會人心渙散,嚴(yán)重影響社會穩(wěn)定。

    武漢長江隧道位于武漢長江大橋、二橋之間,是一條溝通內(nèi)環(huán)線以內(nèi)漢口和武昌中心區(qū)的重要過江通道。越江隧址位于漢口江灘公園入口上游側(cè)一武昌船舶設(shè)計院下游側(cè),漢口岸接線為大智路,武昌岸接線道路為規(guī)劃的沙湖路。主要解決城市中心區(qū)過江交通問題,并起到內(nèi)環(huán)的中間聯(lián)接線作用,是城市道路交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。隧道建成后,武漢以上的過江車輛改由隧道過江,江上架橋、江面行船、江底通隧的三維立體交通新格局將形成。

    武漢長江隧道工程是武漢市中心城區(qū)長江兩岸間交通的重要過江通道,為萬里長江第一隧。武漢長江隧道地質(zhì)復(fù)雜地層軟硬不均、環(huán)境復(fù)雜、管片結(jié)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)境密閉、運(yùn)營時局部人員密集等諸多因素對隧道的安全穩(wěn)定提出了更高的要求。武漢長江隧道管片結(jié)構(gòu)復(fù)雜,環(huán)境密閉,運(yùn)營時局部人員密集,一旦發(fā)生火災(zāi)事故,其后果將相當(dāng)嚴(yán)重。為避免類似阿爾卑斯山隧道和莫斯科地鐵等災(zāi)難事故的發(fā)生,保障人們的生命財產(chǎn)安全和國民經(jīng)濟(jì)的順利發(fā)展,武漢過江隧道襯砌結(jié)構(gòu)管片材料添加了聚丙烯腈纖維的高性能混凝土在火災(zāi)環(huán)境下高溫后后的力學(xué)性能規(guī)律變化及損傷規(guī)律,提高襯砌結(jié)構(gòu)的抗火性能是十分迫切和必要的,具有極其重要的理論和現(xiàn)實意義。同時,為我國建設(shè)優(yōu)質(zhì)的、耐久性良好的大型越江隧道工程提供關(guān)鍵技術(shù)支撐,大幅提高長江隧道工程服役壽命、增長投資效益、保障人們生命財產(chǎn)安全,對武漢經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的意義。

       聚丙烯腈纖維是一種抗裂強(qiáng)度高，分散效果好，混凝土摻量為每立方米0.5-1.0kg。應(yīng)用領(lǐng)域有：橋梁工程、道路工程、水利港口工程、建筑工程、隧道地鐵工程、機(jī)場工程等等。

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