[发明专利]一种隧道火灾后二次衬砌混凝土抗压强度曲线建立方法

说明书

本发明公开了一种隧道火灾后二次衬砌混凝土抗压强度曲线建立方法，该方法通过试块制作、试块养护、高温试验、超声试验、回弹试验、压力试验和试验数据整理分析得出剩余抗压强度计算公式并建立起火灾后二次衬砌混凝土抗压强度曲线。实际检测时，隧道内部只有一个面可供检测，平测法相较于对测法更适合单面检测，但测强公式使用的是对测声速，需对实际平测声速进行修正后使用，对测声速与平测声速具有良好的线性关系，将实测的平测声速修正后带入测强公式即可确定混凝土剩余抗压强度。同时平测法也能够减小对测法收发探头对中不准造成的误差。本发明对隧道火灾事故后，衬砌结构损伤程度快速检测、损伤等级合理判断具有很重要的现实意义。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，尤其涉及一种隧道火灾后二次衬砌混凝土抗压强度曲线建立方法。

背景技术

超声回弹综合法是对工业与民用建筑和一般构筑物的普通混凝土抗压强度进行评定的方法。这种方法已在我国混凝土工程中广泛应用，并且制定了相应的国家技术规程，建立了专用的测强曲线和计算公式，但是在规程中明确规定了这种混凝土强度判定方法不适用于火灾后混凝土抗压强度的判定。

因为遭受火灾的混凝土表面的硬度能够反映出其遭受火灾损伤的程度；通过混凝土内部的超声波波速也会随之产生规律性的变化，所以超声回弹综合法对判定火灾后混凝土抗压强度是适用的，如果在判定火灾后混凝土抗压强度时采用这种方法，必须建立适合于火灾的专用测强曲线。测强曲线的建立对隧道火灾事故后，衬砌结构损伤程度的快速检测、损伤等级的合理判断以及相应加固补强措施的提出具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种隧道火灾后二次衬砌混凝土抗压强度曲线建立的方法，提高隧道使用的安全性和使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明通过试块制作、试块养护、高温试验、超声试验、回弹试验、压力试验和试验数据整理分析得出剩余抗压强度计算公式并建立起火灾后二次衬砌混凝土抗压强度曲线，具体方案如下：

第一步、试块制作：按当地隧道实际使用情况来设计符合二次衬砌混凝土强度等级的试块，包括标准试块和非标准试块；

第二步、试块养护：采用塑料布覆盖需养护的混凝土试块，确保混凝土试块处于湿润状态，养护期限至少28天；

第三步、高温试验：为了模拟火灾发生的升温过程，将养护后的试块以不同温度等级进行分组加热，同时，参照同类材料在其它建筑结构所规定的耐火极限时间并考虑实际隧道火灾持续时间，将同一温度等级的恒温时间定为2小时、4小时；当温度小于300℃时混凝土强度几乎没有损失，从400℃开始，混凝土强度会随温度升高而下降，并且大量隧道火灾事故中，最高温度达到1000℃以上；因此选定试验加热温度范围为200℃-1000℃，并以100℃作为温度差进行分组；分组完成后，在不同温度等级下以不同恒温时间对试块进行加热(可放入高温炉中加热)，每个试块加热结束取出后，在自然条件下冷却至室温并静置24小时；

第四步、超声试验：超声检测前要保证高温试验后的试块测试面平整干净，并且在对应的测点上均匀涂抹耦合剂；本实验包括三部分，一是对非标准试块使用平测法和对测法测超声波速；二是对标准试块使用对测法测超声波速；三是利用非标准试块的平测声速v_p和对测声速v_d确定二者的修正系数λ＝v_d/v_p；

第五步、回弹试验：对标准试块的回弹值进行测量，回弹试验的测试面与超声对测法测试面相同，测试前应先将标准试块表面的耦合剂清理干净，并分别在两个测试面上均匀布置8个测点，然后将试块放置在压力试验机上下承压板之间进行预压，450℃以下加压25kN，450℃以上加压15kN；使用回弹仪在试块的两个测试面上各测取8个回弹值，剔除3个最大值和3个最小值，取剩余10个回弹值的平均值，即为该标准试块的回弹值r；