考虑密封垫表面工作状态的盾构隧道接缝防水能力数值模拟研究

发布时间：2024-04-19 00:12

　　针对目前施工中盾构隧道防水密封垫经常出现粘贴不牢、沾水、不涂抹润滑剂等情况,构建了密封垫防水能力数值计算模型,将数值方法计算结果与常规计算结果进行对比,并对密封垫在底部与管片槽口粘贴、密封垫顶部涂抹润滑剂及沾水等多种工作状态下的防水能力进行研究。结果表明:1)计算时是否考虑密封垫表面工作状态导致的闭合压缩力、平均接触应力结果差异分别为3. 3%、23. 9%,因此考虑表面工作状态的密封垫防水能力评估较为合理; 2)由于粘贴效应约束了密封垫底部的横向变形,其因此闭合压缩力及平均接触应力均大于不考虑底部粘贴效应的计算结果,影响值范围分别为3. 1%～19. 9%、0～24. 5%; 3)密封垫顶部涂抹润滑剂能够减小闭合压缩力、增加接触面平均接触应力,影响值范围分别为4. 7%～19. 9%、6. 5%～11. 1%; 4)密封垫沾水时,闭合压缩力降低29. 1%,接触面平均接触应力降低8. 7%; 5)在长期工作情况下,由于密封垫表面接触状态的变化,其平均接触应力整体呈下降趋势,最终下降约23. 9%。

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【部分图文】：

图5本文模型与孙廉威[18]计算模型结果比较Fig.5Comparisonofcalculationresults

利用其竖向位移使弹性密封垫进行压缩。弹性密封垫压缩后,会在其与槽口及密封垫间的接触面处产生接触应力。由于弹性密封垫间的接触应力分布是不均匀的,通常密封垫的防水能力介于平均接触应力和最大接触应力之间。为简化考虑,从安全角度出发,本文采用密封垫顶部接触面的平均接触应力评价密封垫的防水....

图2弹性密封垫有限元网格Fig.2Finiteelementmeshesofelasticgasket

第6期张亚洲:考虑密封垫表面工作状态的盾构隧道接缝防水能力数值模拟研究元进行模拟。网格采用四边形单元,共划分3214个单元。弹性密封垫有限元网格划分如图2所示。(a)防水槽口断面(b)密封垫断面形式图1防水槽口及密封垫断面(单位:mm)[18]Fig.1Cross-section....

图3密封垫分区示意图Fig.3Diagramofgasketzoning

獾嬗邢拊??窕?秩缤?2所示。(a)防水槽口断面(b)密封垫断面形式图1防水槽口及密封垫断面(单位:mm)[18]Fig.1Cross-sectionsofwaterproofnotchandsealinggasket(unit:mm)[18]图2弹性密封垫有限元网格Fig.2F....

图4相互作用设置示意图Fig.4Interactionsettings(i)密封垫底部自接触D3

根据上文密封垫表面工作状态的分析,将密封垫分为顶面U、底面D、外侧(迎水面)O、内侧(背水面)I以及内孔C5个区域,如图3所示。图3密封垫分区示意图Fig.3Diagramofgasketzoning根据具体工况的不同,模拟密封垫与槽口之间及密封垫自身的相互作用(绑定或接触)。绑....

本文编号：3957937