【摘要】：盾構(gòu)隧道由于其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛。目前在盾構(gòu)隧道領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新的管片結(jié)構(gòu)形式，預(yù)應(yīng)力盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)就是其中一種。一方面預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用能夠克服混凝土自身的缺陷（如自重大、容易開裂破損等）所導(dǎo)致的問題；另一方面，又可以作為一種裝配方式，達(dá)到提高管片結(jié)構(gòu)整環(huán)剛度、加快管片拼裝效率、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，因此預(yù)應(yīng)力盾構(gòu)隧道技術(shù)在盾構(gòu)隧道工程領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 本文針對預(yù)應(yīng)力盾構(gòu)隧道管片技術(shù)進(jìn)行了大比例尺的接頭試驗(yàn)，文中主要通過試驗(yàn)研究了預(yù)應(yīng)力盾構(gòu)管片接頭在不同工況下的力學(xué)性能（具體包括接頭抗彎剛度、接縫附近管片應(yīng)力分布和接頭變形），為預(yù)應(yīng)力技術(shù)在盾構(gòu)隧道中的應(yīng)用和推廣打下理論基礎(chǔ)。 試驗(yàn)原型為直徑6m左右的地鐵隧道。首先，在對大量關(guān)于普通盾構(gòu)隧道管片接頭和預(yù)應(yīng)力盾構(gòu)隧道管片接頭文獻(xiàn)的研究和分析的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)出了詳細(xì)的試驗(yàn)方案。其次，根據(jù)不同的接頭形式（是否帶榫槽）、正負(fù)彎矩、預(yù)應(yīng)力筋布筋形式等因素對管片接頭性能的影響，進(jìn)行接頭試驗(yàn)。另外，進(jìn)行了多次重復(fù)加載試驗(yàn)研究。 基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把各種工況進(jìn)行對照，分析各種因素對接頭力學(xué)性能的影響。重點(diǎn)分析了接頭的抗彎剛度、接縫附近和管片表面的應(yīng)力分布，接頭變形等；并在此基礎(chǔ)之上，把試驗(yàn)結(jié)果與相關(guān)的理論研究進(jìn)行了對比分析。 在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)之上，建立三維模型，進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，把分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，并分析了不同預(yù)應(yīng)力噸位對盾構(gòu)隧道管片接頭力學(xué)性能的影響。 研究表明：帶榫槽接頭的抗剪能力較高，但其接頭抗彎剛度相對較低；采用曲線形筋時接頭抗彎剛度明顯要高于直線形筋；接頭承受負(fù)彎矩時，更容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承下降，或因應(yīng)力集中而導(dǎo)致管片結(jié)構(gòu)破壞；與普通盾構(gòu)隧道管片接頭相比較，預(yù)應(yīng)力盾構(gòu)隧道管片接頭具有自動閉合和自動調(diào)節(jié)的功能，這對結(jié)構(gòu)承受動荷載時其耐久性的提高非常有利；通過引入預(yù)應(yīng)力筋，改變了管片結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，能很好地延緩管片裂縫的發(fā)生和開展，，這對提高襯砌結(jié)構(gòu)的承載能力、耐久性和防水效果都是非常有利的。
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【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U455.43;U451

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2471221