Abstract Fibre reinforced concrete (FRC) is increasingly used in tunnel segmental linings constructed with tunnel boring machines. Several codes include the FRC as a structural material and specific guidelines cover the design of FRC precast segmental linings. All of these consider the traditional limit state format, applying partial safety factors to the loads (γL) and material strengths (γM). Often, the γM applied to the residual tensile strength of FRC is assumed the same as for concrete in compression. However, the variability in the determination of the residual tensile strength may be several times bigger than that of the compressive strength. In this context, the application of the same γM should be revised as it could lead to reliability indexes lower than the established for traditional reinforced concrete structures. The objective of this paper is to estimate safety factors for the residual flexural response of FRC used in tunnels segments, considering the variability of the material in both the material characterisation test and in the real-scale structure. After a study about the influence of the element size on the variability, an evaluation of the structural reliability of the segmental linings made with FRC is performed using the FORM method and a database of real-scale test results compiled from existing literature. Based on that, values of γM are proposed according to different failure consequences levels and relative economic costs required to increase the structural safety.

中文翻译：

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隧道纤维混凝土预制管片衬砌抗弯设计安全格式

摘要 纤维增强混凝土（FRC）越来越多地用于隧道掘进机建造的隧道管片衬砌中。一些规范将 FRC 作为结构材料包括在内，具体指南涵盖 FRC 预制管片衬砌的设计。所有这些都考虑了传统的极限状态格式，将部分安全系数应用于载荷 (γL) 和材料强度 ​​(γM)。通常，假定应用于 FRC 残余抗拉强度的 γM 与受压混凝土相同。然而，残余拉伸强度测定的变异性可能比压缩强度的变异性大几倍。在这种情况下，应修改相同γM 的应用，因为它可能导致可靠性指标低于传统钢筋混凝土结构的可靠性指标。本文的目的是估计隧道管片中使用的 FRC 残余弯曲响应的安全系数，同时考虑材料特性测试和实际结构中材料的可变性。在研究了单元尺寸对可变性的影响后，使用 FORM 方法和从现有文献汇编的真实比例测试结果数据库对由 FRC 制成的管片衬砌的结构可靠性进行了评估。在此基础上，根据不同的失效后果水平和增加结构安全所需的相对经济成本，提出了γM 的值。考虑材料特性测试和实际尺度结构中材料的可变性。在研究了单元尺寸对可变性的影响后，使用 FORM 方法和从现有文献汇编的真实比例测试结果数据库对由 FRC 制成的管片衬砌的结构可靠性进行了评估。在此基础上，根据不同的失效后果水平和增加结构安全所需的相对经济成本，提出了γM 的值。考虑材料特性测试和实际尺度结构中材料的可变性。在研究了单元尺寸对可变性的影响后，使用 FORM 方法和从现有文献汇编的真实比例测试结果数据库对由 FRC 制成的管片衬砌的结构可靠性进行了评估。在此基础上，根据不同的失效后果水平和增加结构安全所需的相对经济成本，提出了γM 的值。使用 FORM 方法和从现有文献汇编的实际规模测试结果数据库对由 FRC 制成的管片衬砌的结构可靠性进行评估。在此基础上，根据不同的失效后果水平和增加结构安全所需的相对经济成本，提出了γM 的值。使用 FORM 方法和从现有文献汇编的实际规模测试结果数据库对由 FRC 制成的管片衬砌的结构可靠性进行评估。在此基础上，根据不同的失效后果水平和增加结构安全所需的相对经济成本，提出了γM 的值。