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混凝土疲劳损伤、盾构隧道动力响应及疲劳寿命研究
| 论文题名： | 混凝土疲劳损伤、盾构隧道动力响应及疲劳寿命研究 |
| 关键词： | 混凝土;疲劳损伤;盾构隧道;动力响应;疲劳寿命 |
| 摘要： | 在一定应力水平的疲劳荷载作用下，混凝土强度和刚度会衰减，累积应变增加，混凝土结构发生疲劳破坏。为了能反映出混凝土疲劳荷载作用的先后性(或时间性)，论文提出了混凝土疲劳荷载权函数的概念，以剩余强度、剩余刚度和残余应变分别定义了累积损伤的变量，建立了累积损伤变量与疲劳荷载作用次数的曲线方程。继而分别推导了以混凝土剩余强度、剩余刚度和残余应变所定义的单级和多级荷载疲劳荷载权函数的数学表达式；通过建立的疲劳荷载权函数，推得单级和多级荷载作用下混凝土疲劳累积损伤的计算式，并分别推导和论证了混凝土疲劳破坏时的累积损伤值大于1,不同应力水平的疲劳荷载和不同的荷载作用次序所得到的混凝土疲劳累积损伤值不等同，相同荷载、不同作用顺序对结构疲劳累积损伤贡献不等，单级荷载作用下混凝土疲劳累积损伤值与荷载应力水平成正比关系，多级荷载作用下高应力水平荷载先作用时的累积损伤值高等重要结论。论文第6章根据实际工程中混凝土应用的环境条件和实际寿命，在混凝土材料疲劳荷载权函数中引入了随时间变化的混凝土强度、刚度、徐变和锈蚀等非疲劳荷载作用的因素，从而使混凝土疲劳荷载权函数和累积疲劳损伤计算公式趋于完善。 根据大量文献资料，本文统计出混凝土疲劳破坏时的强度折减系数、刚度折减系数和应变增大系数的均值及置信概率为95％的置信区间，给出单级荷载作用下混凝土疲劳损伤值的估算方法，对混凝土的累积损伤值大小、界限值等进行探讨，介绍了混凝土权函数在编程计算疲劳累计损伤中的实现方法及流程。 论文承上海城建集团资助，以崇明长江隧道特大型盾构管片衬砌结构为工程对象进行研究，模拟计算了超大盾构隧道在汽车荷载、地铁荷载和汽车一地铁荷载共同作用下的动力响应，确定了盾构管片的最不利位置，分别对汽车荷载、地铁荷载和汽车一地铁荷载共同作用下的混凝土线性和非线性疲劳寿命进行预测。 |
| 作者： | 王余富 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 孙钧;许建聪 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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