钢纤维增强复合衬砌

开裂荷载提升25%

通过内置钢纤维延缓裂纹扩展并提升韧性，实现隧道衬砌在高负载下的可靠服役。

蒙国往 · Guangyang, Liu · 张稳军 · Hongting, Li · 黄震

Engineering Failure Analysis 2026

具体参数

开裂荷载提升幅度

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屈服荷载提升幅度

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最大位移降低幅度

{'zh': '15%–20%', 'en': '15%–20%'} %

正弯韧性提升

{'zh': '51', 'en': '51'} %

裂缝宽度计算值/实测值比值平均值

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裂缝宽度计算值/实测值比值标准差

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技术优势

开裂和屈服荷载提升

钢纤维通过桥接裂缝有效延缓裂纹扩展，使开裂荷载和屈服荷载提升18%–25%。

位移显著减小

钢纤维的增强作用提高了结构刚度，最大位移降低15%–20%。

正弯曲下韧性大幅提升

在正弯曲作用下，SFRC试件的平均韧性比RC试件提高约51%，有效增强了能量吸收能力。

声发射监测有效预警损伤

声发射活动在裂纹损伤阶段达到峰值，通过RA-AF分析可识别损伤从拉伸型向剪切/滑移型转变，为结构健康监测提供支持。

应用场景

• 隧道衬砌修复：用于既有隧道修复，通过高韧性复合衬砌控制裂缝，延长使用寿命。
• 复合结构设计：为半现浇钢纤维-自密实混凝土叠合结构提供抗裂优化设计方法。
• 钢纤维混凝土：利用钢纤维桥接裂缝效应，直接提升构件开裂和屈服荷载。
• 高性能水泥基材料：利用高韧性水泥基材料提升隧道衬砌在复杂荷载下的耐久性。