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沉管隧道节段接头剪力键受力特性及作用机理研究
| 论文题名： | 沉管隧道节段接头剪力键受力特性及作用机理研究 |
| 关键词： | 沉管隧道;节段接头;剪力键;受力特性;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国跨海越江沉管隧道的不断修建,沉管法施工得到足够的重视,理论技术不断进步。当前修建超长沉管隧道多采用节段式管节取代整体式管节,可避免因温度变化差异、施工差异、混凝土内部应力过大等原因引起混凝土管节出现开裂的情况。国内外试验主要是针对沉管隧道中间接头和最终接头的研究,对节段接头的构造形式、受力特性、作用机理及剪力承担比等方面的研究尚少。本文以港珠澳海底沉管隧道工程为依托,对在荷载作用综合组合的不利情况下,采用理论研究、三维数值模拟和大比尺模型试验综合的手段对节段接头剪力键的破坏形式、破坏原因、应力发展趋势、危险敏感区域分析及剪力键的作用机理进行研究。 第一,模型试验前,根据沉管隧道管节所受主要荷载作用确定由纵向地基刚度差异和不均匀回淤荷载引起弯曲工况和横向地基刚度差异和不均匀回淤荷载引起扭转工况,建立足尺三维数值模拟来模拟实际工程,分析沉管节段接头的力学性能并为物理模型试验提供指导。 第二,以长安大学路基沉降平台为基础,按试验要求进行平台改造,制定模型试验实施的总体方案,开展了在陆域条件下沉管管节结构与周边土体相互作用的大比尺模型试验,并解决了试验中遇到的技术难题。建立完全模拟模型试验的缩尺数值模拟,并与模型试验的分析结果进行对比研究,建立起缩尺数值模拟和模型试验之间的桥梁。 第三,采用缩尺数值模拟和模型试验相结合的手段,阐述节段接头剪力键在弯曲和扭转工况下的破坏形式、破坏原因、应力发展趋势,对剪力键危险敏感区域进行分析并提出剪力键应该着重加强的区域,最后从上述几方面综合揭示了剪力键的作用机理,相关结论对我国在建及拟建海底沉管隧道工程设计与研究具有一定的借鉴意义。 |
| 作者： | 王鹏 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 谢永利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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