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盾构隧道滑入式快速接头力学性能研究
| 论文题名： | 盾构隧道滑入式快速接头力学性能研究 |
| 关键词： | 盾构隧道;滑入式快速接头;力学性能;有限元模拟 |
| 摘要： | 盾构隧道工程正面临着“大埋深、高水压、大断面”等新的挑战。据此，适用于各种复杂地层条件下的新型接头应运而生。相较于传统的螺栓接头，新型接头不仅具有良好的力学性能，而且机械化程度高与施工质量好等也成为了其独有的优势。然而，结构复杂、加工精度高、影响因素多等成为了制约其发展的主要原因。影响新型接头力学性能的因素不仅有传统螺栓接头中广泛研究的内容，接头形式的独特性也会带来新的影响因素。因此，针对盾构隧道新型接头建立能够表现其真实受力特征的数值分析模型是十分必要的，同时可以以此为基础对新型接头力学性能的影响因素做出进一步的研究。 本文通过ABAQUS有限元软件建立了盾构隧道滑入式快速接头压弯荷载模型和压剪荷载模型。首先，基于试验结果证实了数值模型的正确性与有效性，标定了滑入式接头的模型参数。其次，针对滑入式快速接头抗弯性能的影响因素展开了研究，明确了接头在压弯荷载作用下的受力特性，分析了轴力大小、接头布置方式、管片厚度及接头位置对接头抗弯性能的影响，得到了不同布置方式下混凝土的损伤发展模式。此外，针对滑入式快速接头研究了轴力大小、接头布置方式、管片厚度及加载方式对其抗剪性能的影响，探究了各影响因素对接头极限抗剪承载力、抗剪刚度及接头受力的影响。 本文的研究结果表明：轴力的大小对于接头力学性能的发挥具有直接影响，轴力的增大可以提高接头的极限承载能力和抗弯、抗剪刚度。反式布置下接头的抗弯和抗剪性能最优异，但存在混凝土局部压溃的风险。增大管片厚度可以降低接头部位的受力，对于提高接头的适用性和安全性产生了有利的影响。承受正弯矩荷载时，接头越接近管片外侧则其抗弯性能越好。但承受负弯矩荷载时，所表现出的差异性不明显。径向剪切工况下接头的抗剪刚度和极限抗剪承载力较小，因此，在装配过程中应避免采用较大的装配力，防止导致接头结构出现不可逆的损伤破坏。 |
| 作者： | 王博达 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张稳军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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