目前,盾构衬砌采用的钢筋混凝土管片比较笨重且在运输安装过程中容易破损,这使得衬砌结构的整体性被破坏,容易发生渗漏和腐蚀现象,对隧道结构的安全性和耐久性产生不利影响。钢筋钢纤维混凝土的独特性能使其较好地弥补前述钢筋混凝土管片的缺点,但国内对于钢筋钢纤维混凝土管片的研究与应用都有限。为此,本文在试验的基础上,对钢筋钢纤维混凝土管片正常使用极限状态的可靠度进行分析,获取钢筋钢纤维混凝土管片与钢筋混凝土管片在正常使用性能上的具体比较数据、确定可靠指标的主要影响因素并提出钢纤维掺量的最优值。 本文根据混凝土结构构件裂缝宽度计算公式,建立极限状态方程,确定其随机变量;随后,以混凝土立方体抗压试验、钢筋钢纤维混凝土小梁弯曲试验、钢筋钢纤维混凝土构件偏压试验和钢筋钢纤维混凝七管片偏压试验为基础,考虑钢筋钢纤维混凝土结构构件基于横向(相对于菅片的长度方向)裂缝宽度所控制的正常使用极限状态,通过对试验数据的处理以及结合规范和相关参考文献,获取各随机变量的统计值;采用中心点法为可靠度计算方法,对钢筋钢纤维混凝土结构构件进行可靠度分析。 可靠度分析结果表明:钢筋钢纤维混凝土结构构件基于横向裂缝宽度的正常使用极限状态下的可靠指标是比较低的;影响钢筋钢纤维混凝土结构构件可靠指标的因素很多,主要因素为荷载、钢筋弹模、砼抗拉强度、截面有效高度、钢纤维对结构构件裂缝宽度的影响系数以及钢纤维含量特征系数;对于盾构隧道中通用的钢筋混凝土管片,当改用钢筋钢纤维混凝土管片时,适当的降低钢筋直径并加入适量的钢纤维,其可靠指标会有所改善;以管片正常使用极限状态的可靠指标的大小和每环管片的成本为依据,综合考虑,最优的钢纤维品种以及掺量为G62-35。 基于正常使用性能,论文对钢筋混凝土管片与钢筋钢纤维混凝土管片进行了深入的对比研究,为推广钢筋钢纤维混凝土管片的应用起到了积极的作用。