巖石-混凝土界面抗剪強度劣化研究進展

岳 娟，盛金昌，王惠民，劉星星

(河海大學水利水電學院，江蘇 南京 210098)

混凝土作為一種造價低廉、性能優異的建筑材料，已被廣泛使用在重力壩、隧道、防滲帷幕、橋基等工程中。當混凝土被直接澆筑到基巖表面時，兩者因力學性能的差異會形成明顯的材料分界面[1]。與完整的基巖以及混凝土工程體相比，巖石與混凝土間的界面過渡區(ITZ)具有孔隙度高、致密性差、氫氧化鈣(CH)富集、滲透性大、抗剪強度低等特點，對整體結構普遍存在負面影響，因此，對過渡區的特性研究一直是工程領域討論的熱點[2-4]。現階段一些學者逐漸認識到，巖石-混凝土結構工程的使用壽命和耐久性很大程度上取決于水與腐蝕性離子滲透到材料的可能性[5]。巖石-混凝土界面(以下簡稱“界面”)作為整個結構的薄弱環節，被認為是侵蝕溶液進入工程體的主要路徑之一，其力學特性的劣化對整個工程的穩定性有顯著影響。在長期的運行過程中，巖石、混凝土內部結構會發生損傷，界面作為天然薄弱面，更容易受到外界環境的影響，從而導致預估外的損傷。對于高巖溫的隧洞工程，例如新疆齊熱哈塔爾水電站引水隧洞，高巖溫與低水溫的工作環境使得襯砌混凝土產生較大的溫差以致混凝土內部及界面處產生較大的拉應力，嚴重影響工程體的耐久性；而對于凍土地區工程，長期的凍融循環不僅會對混凝土防護工程產生影響，孔隙內的水-冰相變膨脹、融化也會導致界面產生裂縫，從而導致混凝土支護的脫落；……