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随着我国铁路的快速发展及隧道施工技术的不断进步,隧道建设逐渐向长大深埋的方向发展,同时也遇到了高温地热问题,但当前的研究主要局限在通过临时措施或外部措施来改善当时的热害问题,而并没有进行机理性的研究以及对长期高温下材料热害性能的分析。本文结合国家自然科学基金项目(51008253)和大瑞铁路高黎贡山隧道项目,通过试验研究和数值模拟,对与基层直接粘结的喷射混凝土的热害性能进行研究。主要研究工作及成果如下：(1)研究了热害对喷射混凝土与岩石的粘结强度的影响。通过岩石大板选择、模拟热害环境设计、湿喷混凝土技术、粘结强度测试方法(劈裂法和钻芯拉拔法)及细观测试对热害环境两种强度等级(C25和C30)喷射混凝土与岩石的粘结强度进行试验研究。试验结果表明,干热环境和湿热环境均体现了热害引起的粘结强度倒缩的现象,而干热环境下喷射混凝土与岩石的粘结强度相对于湿热环境干缩更明显,并且随温度升高干缩加剧,尤其是70℃工况更为显著。(2)研究了热害对喷射混凝土变形性能的影响。试验采用接触法,对各热害工况及70℃-干工况下掺加不同掺量的粉煤灰、矿渣粉、体积率1.0%钢纤维、0.9kg/m3聚丙烯纤维、双掺纤维喷射混凝土进行收缩试验研究。试验结果表明,喷射混凝土在湿热环境下表现为膨胀,在干热环境下干缩较大,而钢纤维的掺入可以很好的抑制喷射混凝土的干缩。(3)进行了热害环境喷射混凝土粘结强度的改善性研究。对70℃℉-干和70℃-湿两种工况下掺入25%粉煤灰、25%矿渣粉、双掺矿渣和粉煤灰、体积率1%钢纤维、0.9kg/m3聚丙烯纤维及双掺纤维后的C25喷射混凝土劈裂抗拉粘结强度进行试验研究,并与基准喷射混凝土作对比分析。试验结果表明,单掺粉煤灰对湿热环境中喷射混凝土与岩石的粘结强度有明显改善作用,单掺钢纤维则能够提高干热环境中喷射混凝土与岩石的粘结强度。(4)采用ANSYS有限元法对高黎贡山隧道V级围岩浅埋段进行数值模拟,分析了隧道在围岩压力和地热耦合作用下温度场的分布及应力变化。分析结果表明,隔热层对隧道二衬的温度起到明显的降低作用,且隔热系数越小,对温度的降低作用越明显；设有隔热层的隧道温度应力较无隔热层的隧道温度应力分布更为均匀。