混凝土爆裂

是指在火灾初期，混凝土构件受热表面层的发生的块状爆炸性脱落现象，称为混凝土爆裂。2100433B

针对隧道火灾升温速率快，隧道内环境湿度大等特点，借助高温试验和理论分析等手段，分析了隧道衬砌结构混凝土的火灾高温爆裂特点，深入探讨了高温爆裂的影响因素，结合混凝土微观结构的高温损失演化过程，评价隧道衬砌混凝土的高温爆裂程度，研究了爆裂中出现的重要参数，如爆裂速率、爆裂能量等，建立了适用于隧道衬砌混凝土的高温爆裂机理。得到了高温下隧道衬砌混凝土的抗压强度、弹性模量、应力-应变曲线等变化规律，建立了适用于隧道高温环境的计算模型。研究了高温下隧道衬砌混凝土的变形规律，探讨了其影响因素，给出了相应的计算模型。基于损伤力学和复合材料力学理论，建立了适用于隧道火灾场景的混凝土化学-热-力损伤模型。项目成果为解决隧道衬砌混凝土火灾高温性能及安全性问题提供了一定的理论基础。

隧道结构的火灾安全性是其安全性能研究的重要课题，而衬砌材料混凝土高温力学性能的建立是进行隧道结构火灾安全分析的基础。.本项目拟通过火灾高温下隧道衬砌混凝土（自密实混凝土）的爆裂试验，探讨隧道结构混凝土的爆裂控制措施，并且结合混凝土微观结构的损伤演化过程，定量的评价隧道结构混凝土的高温爆裂机率，建立混凝土的高温爆裂模型；进而基于通过混凝土高温变形试验得到的瞬态应变、短期高温徐变、应力产生的即时应变等高温应变，以及损伤力学理论和混凝土微观结构的演化模型，构建能够考虑高温下混凝土微观结构演变的热-力-化学耦合效应的多尺度变形模型；在此基础上，通过理论分析和数值模拟，对上述模型进行验证。.项目研究旨在更为精细的描述隧道衬砌混凝土高温爆裂及力学性能的损伤规律，为探明隧道结构高温行为的演化特征和分析混凝土结构的高温性能提供依据和基础。

混凝土结构性能与混凝土材料的徐变性能密切相关。大部分基于常温研究混凝土徐变，少部分研究火灾等混凝土爆裂的高温区间内的瞬态徐变。研究发现温度对混凝土的徐变有着明显的影响，核容器等混凝土结构长期处于80~240℃的低区高温，研究该条件下混凝土的徐变行为发展特征有着重要的学术意义和工程应用价值。 本项目以混凝土徐变固体理论为基础，结合温度场作用下混凝土中的湿度分布特征，通过受压及受拉混凝土徐变试验：引入湿度分析的微观信息，建立低区高温条件下混凝土徐变理论；确定徐变发展的关键参数，建立结构混凝土在低区高温条件的徐变预测模型；发展混凝土结构长期徐变的数值计算方法。项目研究旨在准确得研究低区高温条件下的混凝土热-力徐变特征，为描述结构混凝土徐变演化规律，确保核容器等工程的长期耐久性设计提供依据和基础。