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(shù)論壇召開,中南大學副教授傅金陽做了題為《極端環(huán)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(shù)的時變特征模型、水化產(chǎn)熱復(fù)合指數(shù)型熱量方程,以及隧道混凝土模板養(yǎng)護及拆模后的界面狀態(tài)邊界條件,通過二次開發(fā)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(huán)境條件下隧道早齡期溫度場、濕度場、應(yīng)力場及裂縫擴展路徑的模擬,但環(huán)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(fù)雜,難以明確區(qū)分凝縮、干縮、溫縮等作用。融合多因素耦合作用的數(shù)值分析方法,能有效反應(yīng)該綜合作用過程,具有很好應(yīng)用前景。
高地溫隧道現(xiàn)場實測與數(shù)值模擬均表明,實際工程中應(yīng)考慮圍巖高地溫和混凝土水化放熱耦合效應(yīng)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(yīng),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(tài)。
在極端寒區(qū)環(huán)境溫度下隧道洞口仰拱填充混凝土現(xiàn)場施工時,傅金陽建議優(yōu)先選擇在夏季或環(huán)境溫度高時段澆注混凝土。但當工期限制必須在低溫環(huán)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(yǎng)護溫度,避免混凝土早齡期裂縫的出現(xiàn)。