6月16日,2023世界交通运输大会超大跨度隧道支护理论与技术论坛召开,中南大学副教授傅金阳做了题为《极端环境温度条件下隧道衬砌混凝土早期开裂机理及防控措施》的报告。
傅金阳指出,基于热力学理论、热力学参数的时变特征模型、水化产热复合指数型热量方程,以及隧道混凝土模板养护及拆模后的界面状态边界条件,通过二次开发建立了早龄期混凝士多因素耦合扩展有限元方法模型。该模型可用于计算极端温度环境条件下隧道早龄期温度场、湿度场、应力场及裂缝扩展路径的模拟,但环境温湿度边界条件对最终隧道混凝开裂机理具有重要影响。
混凝土早龄期开裂影响因素多、机理复杂,难以明确区分凝缩、干缩、温缩等作用。融合多因素耦合作用的数值分析方法,能有效反应该综合作用过程,具有很好应用前景。
高地温隧道现场实测与数值模拟均表明,实际工程中应考虑围岩高地温和混凝土水化放热耦合效应对混凝土力学性能的不利作用。围岩温度低于63摄氏度时,隧道混凝土建议可不考虑水化放热效应,按正常施工;当围岩温度超过此值时需采取保温或隔热施工措施。采用夹心式保温隔热层比表贴式保温隔热层更有利于隧道施工组织,同时可避免衬砌混凝土长期处于高温状态。
在极端寒区环境温度下隧道洞口仰拱填充混凝土现场施工时,傅金阳建议优先选择在夏季或环境温度高时段浇注混凝土。但当工期限制必须在低温环境下浇筑混凝土时,他建议通过措施降低施工期间混凝土出罐温度并提高养护温度,避免混凝土早龄期裂缝的出现。