超高性能混凝土排水管道的结构及力学性能研究

发布时间：2023-04-27 03:57

　　现有市政排水管道,在强度和耐久性方面日益跟不上城市发展的需要。超高性能混凝土是一种集优异的力学性能、良好的工作性能和超高的耐久性及韧性于一体的水泥基材料,将其应用于管道制作,为市政排水管道的强度和耐久性问题提供了解决思路和研究方向。然而,超高性能混凝土排水管道的结构设计理论较为缺乏。基于此,本文进行了三方面的研究工作:(1)对超高性能混凝土排水管道的结构设计理论进行研究。首先对比不同敷设方式的埋地管道土压力计算方法,指出各自的适用范围和局限。然后基于普通钢筋混凝土管道结构设计理论,修正截面配筋公式和裂缝宽度公式。修正后的截面配筋公式考虑超高性能混凝土中的钢纤维对截面受拉承载力的贡献,裂缝宽度公式采用钢纤维掺量特征值_f?和钢纤维对超高性能混凝土管道的裂缝宽度影响系数?_cw综合考虑钢纤维对裂缝的抑制作用。继而以沟埋式超高性能混凝土圆形排水管道(平口式接口)为例,对管道进行理论设计和裂缝宽度验算。(2)利用有限元软件MIDAS-FEA分析了钢纤维、环筋间距和内水压力对沟埋式超高性能混凝土排水管道(平口式接口)力学性能的影响。研究表明:1)材料配比和...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 市政排水管道研究概况
        1.2.1 市政排水管道的研究与发展
        1.2.2 埋地排水管道的结构研究
        1.2.3 超高性能混凝土排水管道的试验研究
    1.3 研究目的及意义
    1.4 本文主要工作与创新点
        1.4.1 研究技术路线
        1.4.2 主要研究内容
        1.4.3 主要创新点
第二章 超高性能混凝土排水管道的结构计算理论研究
    2.1 引言
    2.2 管顶土压力计算
        2.2.1 上埋式管道的土压力计算
        2.2.2 沟埋式管道的土压力计算
        2.2.3 非开槽式管道的土压力计算
    2.3 管侧土压力计算
    2.4 管基反力计算
    2.5 管道结构计算
        2.5.1 管道结构内力计算
        2.5.2 管道截面配筋计算
        2.5.3 管道裂缝宽度计算
    2.6 超高性能混凝土排水管道典例计算
    2.7 本章小结
第三章 超高性能混凝土排水管道的有限元分析
    3.1 引言
    3.2 材料本构关系
        3.2.1 超高性能混凝土本构
        3.2.2 土体本构
        3.2.3 钢筋本构
    3.3 管道有限元数值模型
        3.3.1 几何尺寸
        3.3.2 材料参数
        3.3.3 单元类型
        3.3.4 工况设定
    3.4 计算结果分析
        3.4.1 钢纤维掺量对管道的力学性能影响
        3.4.2 环筋间距对管道的力学性能影响
        3.4.3 内水压力对管道的力学性能影响
    3.5 本章小结
第四章 超高性能混凝土排水管道试验及力学性能研究
    4.1 引言
    4.2 原材料及检测方法
    4.3 超高性能混凝土排水管道成型
        4.3.1 试验设备
        4.3.2 管道模具
        4.3.3 材料配合比
        4.3.4 管道成型工艺
    4.4 超高性能混凝土排水管道外压荷载试验
        4.4.1 试验设备
        4.4.2 管道外压荷载试验
        4.4.3 结果分析
    4.5 试验与理论计算及有限元计算对比分析
        4.5.1 试验与理论计算对比分析
        4.5.2 试验与有限元计算对比分析
    4.6 本章小结
结论、建议及展望
    结论
    建议
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3802821