公路隧道喷射型ECC物理力学性能及其喷层稳定性

摘要

传统纤维增强水泥基复合材料（ECC）存在成本高、收缩大和应用场景局限等问题，且关于开挖扰动下公路隧道喷射型ECC层稳定性的研究尚不完善，此外缺乏对其工程应用后的监测评估。基于此，本文研究了公路隧道喷射型ECC的物理力学性能，分析了开挖扰动下围岩及喷射型ECC层的稳定性，并通过现场监测分析了其应用效果。结果表明：将脱硫石膏、混杂纤维、机制砂、膨胀剂和减缩剂引入ECC中，所研发的喷射型ECC物理力学性能满足公路隧道喷射混凝土的要求。基于数值模拟，当支护12 m后，喷射型ECC层的拉伸和压缩最大主应力较C25喷射混凝土（C25SC）层分别提高了36.8%、28.4%，并且其内侧拱顶的最大竖向位移较C25SC可降低3.15%，仅为1.23 mm。基于现场实测，在近似相同的围岩地质条件下，使用喷射型ECC较C25SC，能够降低10.26%的竖直沉降变形，此外其喷层表面未发现开裂、线状渗水等情况。因此，喷射型ECC在公路隧道支护领域具有广阔的应用前景。

关键词

喷射型ECC / 公路隧道 / 物理力学性能 / 数值模拟 / 稳定性