1、襯砌結構防火是隧道防火的一個重要組成部分。國內外發(fā)生的大量隧道火災案例都顯示了火災對襯砌結構的嚴重損害以及襯砌結構防火的重要性。隨著越來越多隧道的修建，對襯砌結構火災安全的評價以及如何提高襯砌結構的火災安全性成為了一個重要的問題。 本文從材料、構件、結構體系三個層次對襯砌結構在火災高溫時(高溫后)的力學特性、耐火能力及薄弱環(huán)節(jié)進行了研究。具體研究內容包括：1)用于隧道襯砌結構防火設計的火災場景及設計方法；2)鋼筋混凝土、鋼纖維混

2、凝土襯砌管片火災高溫時(高溫后)的力學行為：3)鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土襯砌接頭火災高溫時(高溫后)的力學行為；4)隧道襯砌結構體系(包括鋼筋混凝土管片環(huán)及鋼纖維混凝土管片環(huán))火災高溫時(高溫后)的力學行為；5)隧道襯砌結構的耐火方法。 通過火災試驗、理論分析和數值模擬等方法，本文取得了較為豐富的研究成果：1)建立了較全面反映隧道火災特點和影響因素的完整火災場景(包括溫度-時間曲線、溫度橫向分布及溫度縱向分布)及其設計方法；2)

3、給出了隧道襯砌結構溫度場的理論計算方法，并在考慮隧道火災特點、襯砌結構熱邊界、混凝土高溫爆裂的條件下，研究了襯砌結構溫度場的傳播分布規(guī)律；3)給出了鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土管片在不同溫度一荷載工況下的火災損傷、變形性能及承載力。研究表明，火災高溫時，由于截面上的不均勻溫度分布以及材料性能的不均勻劣化，管片承載力降低，管片變形、內力狀態(tài)均發(fā)生明顯變化；4)給出了鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土接頭火災高溫時(高溫后)的破壞模式、變形性能(張角、張

4、丌量的變化)及接頭剛度的變化。研究表明，火災高溫下，襯砌接頭根據接頭類型、受載狀況的不同，表現出不同的破壞模式。同時，由于火災高溫的作用，接頭張角、張丌量明顯增加，接頭剛度顯著降低；5)給出了接頭臨界偏心距的概念、計算方法及變化規(guī)律；6)研究了隧道襯砌結構體系火災高溫時(高溫后)的破壞模式、變形性能、承載力及火災過程中的內力重分布。研究表明，根據襯砌環(huán)構成方式、荷載模式、約束條件及受火環(huán)境等的不同，襯砌環(huán)表現出不同的破壞模式。同時，由于

5、火災高溫的作用，襯砌環(huán)承載力明顯降低，并產生了較大的殘余變形。此外，由于襯砌環(huán)的不均勻熱變形和材料性能劣化，襯砌壞各部分間產生了激烈的荷載轉移和內力重分布，并使得常溫區(qū)未受火襯砌截面承受的荷載增加，安全系數降低；7)研究了隧道襯砌結構的火災損傷形式及機理，并對表面隔熱防護、水噴淋(霧)降溫、混凝土抗爆裂等襯砌結構的耐火方法進行了分析評價和試驗驗證?；谠囼灣晒?，提出了一種抗爆裂復合耐火管片；8)基于性能化防火的思想，初步建立了隧道襯砌結