hrvatski

Mikroarmirani predgotovljeni elementi sekundarne tunelske obloge

U radu je istražen optimalni sastav mikroarmiranog betona visokih uporabnih svojstava (MAB VUS) za njegovu primjenu u tunelogradnji, a posebno za sekundarnu tunelsku oblogu. Disertacija se sastoji od osam poglavlja. U prvom uvodnom poglavlju dati su opći trendovi razvoja na području tehnologije betona. Postavljavanje sve većih zahtjeva na izvedene konstrukcije neminovno je uvjetovalo i pojavljivanje novih vrsta betona krajem prošlog stoljeća. Na taj način su razvijeni i mikroarmirani betoni visokih uporabnih svojstava. Navedeni su primjeri dosadašnje konstruktivne primjene MAB VUS-a. Sagledavajući probleme koji se javljaju kod sekundarne tunelske obloge iznijeti su i analizirani parametri koji omogućuju uporabu MAB VUS-a za ovaj tip konstrukcija. Na kraju poglavlja dani su ciljevi istraživanja ove disertacije uz definiranje osnovnih pojmova koji se koriste u cijelom radu. Faktori koji uvjetuju razumijevanje mehanizma ponašanja MAB VUS-a prikazani su u drugom poglavlju. Ovdje je obrađen skup općih saznanja o svojstvima, strukturi i tehnologiji ovog betona. Mehanička i trajnosna svojstva MAB VUS-a uspoređena su sa istim svojstvima kod drugih vrsta betona sa čime je prikazana prednost ovih materijala za potencijalnu konstruktivnu primjenu. Detaljno su analizirana postojeća pravila za projektiranje sastava i odabir sastavnih komponenti MAB VUS-a, uz korištenje iskustva iz vlastitog višegodišnjeg istraživanja. Najopširnije treće poglavlje prikazuje program i rezultate eksperimentalnih istraživanja optimalnog sastava mikroarmiranog betona visokih uporabnih svojstava sa čeličnim vlaknima. Mješavine MAB VUS-a varirane su s obzirom na vrstu i količinu čeličnih vlakana, maksimalno zrno agregata, dodatak polipropilenskih vlakana i način njegovanja. Istražene su i vrste betona koji se već koriste za izradu sekundarne tunelske obloge (MB 30, MB 60, MB 130). Pri provedbi ovog dijela rada težište je dano na istraživanju svojstava koji omogućuju primjenu ovog gradiva u tunelogradnji. Analiza rezultata istraživanja obuhvaća usporedbu mikrostrukture, uporabnih svojstava i tehnologije između različitih sastava MAB VUS-a ili MAB VUS-a i drugih vrsta betona. Na osnovu dobivenih rezultata određen je utjecaj vrste i količine čeličnih vlakana, vrste agregata, načina njegovanja i dodatka polipropilenskih vlakana na pojedina mehanička i trajnosna svojstva MAB VUS-a. U poglavlju četiri dane su preporuke za određivanje nekih mehaničkih svojstava MAB VUS-a. Analizom primjenjivosti postojećih metoda ispitivanja žilavosti prema američkim i japanskim normama utvrđena je neprimjerenost istih za ocjenu ponašanja MAB VUS-a. Na temelju rezultata eksperimentalnog rada predložena je nova metoda za ocjenu žilavosti MAB VUS-a. Kompariranjem rezultata iz eksperimentalnog rada sa postojećim empirijskim izrazima za vezu između statičkog modula elastičnosti i tlačne čvrstoće ili dinamičkog modula elastičnosti uočeno je da navedeni izrazi koji vrijede za običan beton ne opisuju dobro ponašanje MAB VUS-a. Iz tog razloga predloženi su empirijski izrazi za vezu statičkog modula elastičnosti i tlačne čvrstoće te statičkog i dinamičkog modula elastičnosti MAB VUS-a. Peto poglavlje obrađuje područje nerazornog ispitivanja betona pomoću akustične emisije. Jedna od mogućnosti ove suvremene nerazorne metode ispitivanja jest proširivanje postojećih saznanja o procesu oštećivanja strukture betona tijekom njegovog opterećivanja. Sa ciljem uvođenja u eksperimentalni dio rada podrobno su objašnjeni parametri akustične emisije i način njihove interpretacije nakon provedenog ispitivanja. Prikazani su faktori koji mogu utjecati na rezultate istraživanja i kao takve ih treba uzeti u obzir. Naveden je skup postojećih laboratorijskih i terenskih ispitivanja betonskih uzoraka i konstruktivnih elemenata pomoću akustične emisije. Među rezultatim eksperimentalnih radova sa akustičnom emisijom nisu pronađeni oni koji se odnose na područje MAB VUS-a. Predložen je postupak praćenja stanja elemenata od MAB VUS-a i mikroarmiranih betona visokih čvrstoća pod opterećenjem koristeći akustičnu emisiju. U šestom poglavlju objašnjen je način gradnje tunela pomoću nove austrijske tunelske metode (NATM). Prikazani su projektni kriteriji tunela, način određivanja konstruktivne sigurnosti te uloga pojedinih elemenata primarnog i sekundarnog podgradnog sustava. Dani su osnovni principi koji omogućuju uporabu MAB VUS-a u različitim elementima podgradnog tunelskog sklopa: sekundarnoj oblozi, mlaznom betonu primarne podgrade i injekcijskim smjesama za zapunjavanje geotehničkih sidara. Nadalje je prikazana numerička simulacija primjene MAB VUS-a, MB 30 i MB 130 u sekundarnoj tunelskoj oblozi.. U numeričkom modeliranju varirana su različita opterećenja na sekundarnu tunelsku oblogu, debljina i vrsta betona sekundarne tunelske obloge te visina nadsloja tunela. Svi proračuni provedeni su na numeričkom modelu izvedenog tunela Konjsko na autocesti Zagreb-Split. Rezultati dobiveni numeričkim proračunom pokazuju primjenjivost MAB VUS-a za izradu sekundarne tunelske obloga. Detaljna analiza dobivenih naprezanja pokazuje da sekundarna tunelska obloga od MAB VUS-a ima znatno veću sigurnost nego u slučajevima kada se koriste druge vrste betona (MB 30, MB 130). U sedmom poglavlju dani su zaključci dosadašnjih i upute za buduća istraživanja.

akustična emisija; mikroarmirani betoni visokih uporabnih svojstava; predgotovljeni elementi; sekundarna tunelska obloga

nije evidentirano