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新材料技术

本成果针对隧道拱顶、车站边墙施工缝及道床与隧道接缝等部位易发生开裂、渗水、混凝土脱落等问题，本课题通过研究地铁工程关键部位荷载及其应力变化特性，建立裂纹自愈合水泥基复合材料的微细观力学模型，开发与城市地铁受力特征相适应的裂纹自愈合水泥基复合材料，形成一体化的生产工艺及施工技术规程，并在实际工程中应用。城市地铁所处地质水文环境复杂，传统混凝土耐久性差，目前多采用环氧树脂等有机材料进行裂缝封堵，承载能力低、易老化。本课题以轨道交通基础设施建设为背景，通过微观力学设计研发适合于轨道基础设施建设的裂纹自愈合水泥基复合材料，改善城市地铁特殊受荷部位的力学性能，有效减少地铁施工和运行期病害，增加轨道交通基础设施工程的耐久性和服役寿命，降低运营维修成本，为建设可持续、安全性高、耐久性好的轨道交通基础设施提供技术和产品支撑。通过对掺PVA纤维的水泥基复合材料的配比设计与宏观、微观试验测试，研制出了具备高韧性、高抗渗性的PVA-ECC材料。通过直接拉伸试验、立方体抗压强度试验、四点弯曲试验研究了PVA-ECC的宏观力学性能。

本课题已实现预期目标，研制出的PVA-ECC材料可以有效防治地铁工程关键部位的病害问题，可以被推广到更多的实际工程中。课题的研究成果可使地下工程较大程度的减小病害问题的发生率，降低了工程的维护成本，较好的推动了创新材料在实际工程中的应用。

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