类矩形盾构隧道结构极限承载力分析

发布时间：2024-04-02 22:02

　　建立考虑材料非线性与几何非线性的类矩形盾构隧道结构受力非线性数值模型。利用该模型对极限工况下的三组试验结构进行数值模拟,并将数值模拟结果与整环足尺试验结果进行对比,验证该模型的正确性和有效性。最后,对影响类矩形盾构隧道结构受力性能和极限承载力的关键因素进行参数分析。结果表明:类矩形盾构隧道结构破坏源于管片接头破坏,最终因T块管片破坏导致结构失去承载力,结构破坏模式与纵向接头、管片本体及中柱的力学性能相关;类矩形盾构隧道结构理想的破坏模式是在管片接头充分发挥承载力的同时,管片本体主筋屈服、结构发生延性破坏。

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【部分图文】：

图3试验荷载示意图

第51卷第8期柳献等·连接螺栓对类矩形盾构隧道结构极限承载力影响的试验研究与分析·83·两环管片的试验荷载通过30点对称集中荷载进行加载，荷载分为3组，分别为P1、P2和P3，以模拟衬砌结构在顶部超载极限工况下的受力，如图3所示。两环管片加载制度相同，分四阶段加载。第一阶段，P1....

图10衬砌结构破坏最终状态图

第51卷第8期柳献等·连接螺栓对类矩形盾构隧道结构极限承载力影响的试验研究与分析·87·增大，因此在受力后期螺栓应变发展反而较优化前慢，纵向接缝刚度和极限承载力明显提高，结构的性能点出现的更晚。若认为接缝螺栓或管片钢筋屈服且受压混凝土压碎截面成为塑性铰，则优化后结构出现塑性铰的时....

图1类矩形盾构隧道结构非线性数值模型

基于类矩形盾构隧道结构整环足尺试验，采用有限元程序Ansys[16]，根据衬砌结构实际尺寸和构造，考虑结构几何非线性和材料非线性，建立了类矩形盾构隧道结构受力全过程非线性数值模型。关于材料非线性问题，对模型中的混凝土、主筋及接头螺栓材料赋予弹塑性本构关系，以模拟材料实际情况下的非....

图2实际管片及中柱和数值模型

上述试验结构的管片（中柱）混凝土材料本构关系如图3a所示[15]。根据浇筑试验结构管片时的同期混凝土材性试验结果，抗压极限强度参数输入为44MPa，极限强度对应的压应变为0.00180。混凝土达到极限强度后，强度下降至50%时应变为0.00272，最终混凝土残余强度为极限强....

本文编号：3946270