为提高厚壁圆筒极限承载力的混凝土功能梯度特性研究

混凝土厚壁圆筒是一种重要的工程结构，在矿山、水利水电、铁路、公路、化工等工程领域有着广泛的应用。传统混凝土制成的厚壁圆筒，在宏观上可以认为是均质材料，在外壁作用有外荷载时，在内壁将产生最大的切向应力集中，结构的极限承载力大小就取决于切向应力集中的程度。本课题拟通过混凝土配方的研究，使混凝土沿筒壁厚度方向具有梯度功能特性。在减小结构应力集中前提下，对混凝土的材料特性进行反演，从而求出混凝土沿筒壁厚度方向的材料特性分布。根据理论分析成果，制作具有梯度功能的混凝土厚壁圆筒，并就这种结构可以显著提高极限承载力的理论成果，在加载系统上进行实验验证。本课题的研究对减小岩土开挖工程量、节省材料用量、降低支护成本具有重要的理论意义和实用价值。