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基于多环拼装模型的盾构管片非线性承载性能及加固效应研究
| 题名： | 基于多环拼装模型的盾构管片非线性承载性能及加固效应研究 |
| 正文语种： | 中文 |
| 作者： | 张成全;王震;丁智 |
| 作者单位： | 浙江交通职业技术学院;浙大城市学院;浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室 |
| 关键词： | 隧道工程;多环拼装模型;衬砌管片;极限承载力;双重非线性;HPF加固 |
| 摘要： | 外部围压作用下管片结构的力学承载性能和破坏效应对隧道整体安全性能保障至关重要。为充分考虑实际情况下接头弹簧、接地弹簧及非线性材料因素对整体承载性能的影响以及局部加固的效果，采用多环拼装的壳-弹簧精细化管片结构模型进行分析。首先给出了基于壳-弹簧模拟和围压加载模式的计算理论。接着建立了15环精细管片结构三维有限元模型，进而对正常使用工况下的管片应力和变形分布规律进行了分析。然后针对极端荷载工况下，对衬砌管片的线性屈曲模态和非线性极限稳定承载性能进行了研究。最后考虑全部环加固和间隔环加固两种方式，针对高性能复合砂浆钢筋网（HPF）对衬砌管片极限承载性能的加固效应进行了探讨。研究表明：外部围压作用下衬砌管片呈现为类似于扁椭圆的横向整体变形形式；正常使用工况下，管片最大Von Mises应力为单轴抗压强度的0.585，最大全位移对应变形椭圆度为4.03‰，符合规范要求且承载性能良好；极端荷载工况下，荷载-位移曲线变化趋势为线性迅速增大、非线性平缓增大和趋于平缓收敛，管片极限荷载系数为3.522，具有较好的非线性稳定承载性能；HPF加固可有效提高管片的极限承载性能，间隔环加固、全部环加固后管片的极限承载力相对未加固时分别提高了约8.26%，17.80%。 |
| 期刊名称： | 公路交通科技 |
| 出版年： | 2022 |
| 期： | 09 |
| 页码： | 93-100 |
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