接觸摩擦在工程實(shí)際中普遍存在,其屬于非線性問題,而且一直是相對比較困難的重要研究課題。如何正確分析接觸面受力變形機(jī)理、剪切破壞發(fā)生的位置、接觸面的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、載荷的傳遞過程等,這對接觸摩擦問題的研究至關(guān)重要。在目前的盾構(gòu)隧道中,盾構(gòu)管片由幾塊預(yù)制的鋼筋混凝土塊體拼裝組成,管片塊體與塊體之間存在徑向接頭、環(huán)與環(huán)之間存在環(huán)向接頭。在周圍土體荷載作用下,管片塊體間產(chǎn)生相互接觸作用,這對盾構(gòu)管片穩(wěn)定性具有重要影響。并且接頭處管片塊體均貼有橡膠墊層,其為超彈性材料,使接頭處管片塊體間接觸摩擦響應(yīng)變得更加復(fù)雜。本文利用直剪試驗(yàn)研究橡膠墊層與混凝土接觸面的接觸摩擦特性;采用基于勢能的PPR內(nèi)聚力模型描述接觸面接觸摩擦特性,對直剪試驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算分析;通過三維有限元法結(jié)合內(nèi)聚力理論研究隧道襯砌在荷載作用下的破壞規(guī)律,并與襯砌原型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析,探討隧道襯砌在局部偏壓、背后空洞和拱頂松弛地壓條件下,隧道襯砌裂縫的分布、擴(kuò)展規(guī)律和破壞形式;基于層級化模型思想,采用地層-結(jié)構(gòu)法,建立盾構(gòu)隧道二維層級化模型和和三維非連續(xù)模型,運(yùn)用接觸理論,研究管片徑向和環(huán)向接頭處接觸摩擦響應(yīng)對盾構(gòu)管片穩(wěn)定性影響。（1）... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

盾構(gòu)隧道Fig.1.1Shieldtunnel

技術(shù)路線圖

工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的深部巖石非線性力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)（如圖2.1），該加載系統(tǒng)可同時(shí)在 X、Y、Z 三個(gè)方向進(jìn)行加載，三個(gè)方向最大加載值為50、45、45kN。試驗(yàn)過程中通過頂部和兩側(cè)位移和荷載監(jiān)測裝置記錄試驗(yàn)過程試件的荷載、位移與時(shí)間的關(guān)系曲線。剪切盒由上下兩部分組成，尺寸為 320×160×145mm，剪切盒上部和下部的內(nèi)部尺寸均為 110×110×50 mm，如圖 2.2。試驗(yàn)過程中將試件放入剪切盒內(nèi)，并在剪切盒內(nèi)添加薄鋼墊塊將試驗(yàn)試件固定。圖 2.1 試驗(yàn)加載裝置 圖 2.2 剪切盒Fig. 2.1 Testing setup Fig. 2.2 Shear test box2.2 試驗(yàn)試件試驗(yàn)試件主要由混凝土塊體和橡膠墊層組成�；炷翂K體參照盾構(gòu)隧道混凝土管片制作的配比要求進(jìn)行澆筑制作，尺寸為 100×100×50mm（誤差為±1mm）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]襯砌背后空洞影響下隧道結(jié)構(gòu)裂損規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 張旭,張成平,馮崗,韓凱航.  巖土工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]偏壓荷載下裂損特征對隧道襯砌受力影響試驗(yàn)[J]. 劉學(xué)增,劉文藝,桑運(yùn)龍,古銀城.  土木工程學(xué)報(bào). 2015(10)
[3]基于FDEM的隧道襯砌裂縫開裂過程數(shù)值分析[J]. 張芳,王淑鵬,張國鋒,胡邵凱,馮吉利.  巖土工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[4]三峽庫區(qū)典型土石混合體與混凝土接觸面大型剪切試驗(yàn)研究[J]. 張國棟,羅雯,杜鵬.  水利水電技術(shù). 2014(08)
[5]基于三維非連續(xù)接觸模型的管片接頭靜動力特性分析[J]. 艾輝軍,彭立敏,施成華.  巖土工程學(xué)報(bào). 2013(11)
[6]盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)接頭處剛度削弱效應(yīng)的試驗(yàn)研究[J]. 唐元松,余海見.  港工技術(shù). 2013(03)
[7]極限荷載條件下盾構(gòu)管片接頭模型比較研究[J]. 董新平.  巖土工程學(xué)報(bào). 2013(06)
[8]盾構(gòu)法隧道地表變形影響因素多尺度數(shù)值模擬[J]. 沈鋩杰,張子新,蔣華欽.  地下空間與工程學(xué)報(bào). 2013(02)
[9]基于擴(kuò)展有限元的隧道襯砌裂縫開裂數(shù)值分析[J]. 黃宏偉,劉德軍,薛亞東,王平讓,劉印.  巖土工程學(xué)報(bào). 2013(02)
[10]盾構(gòu)隧道管片縱縫錯臺的影響分析[J]. 李宇杰,何平,秦東平.  工程力學(xué). 2012(11)

博士論文
[1]非連續(xù)接觸計(jì)算模型在盾構(gòu)襯砌力學(xué)特性方面的應(yīng)用研究[D]. 李宇杰.北京交通大學(xué) 2012
[2]盾構(gòu)隧道襯砌管片結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能試驗(yàn)及理論研究[D]. 周海鷹.大連理工大學(xué) 2011

碩士論文
[1]獅子洋水下盾構(gòu)隧道錯縫式拼裝管片襯砌結(jié)構(gòu)的原型試驗(yàn)[D]. 鄒育麟.西南交通大學(xué) 2010
[2]上海長江隧道襯砌整環(huán)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究[D]. 閆思鳳.同濟(jì)大學(xué) 2008
[3]上海長江隧道襯砌結(jié)構(gòu)整環(huán)試驗(yàn)與研究[D]. 王彪.同濟(jì)大學(xué) 2007
[4]盾構(gòu)隧道管片接頭性態(tài)研究[D]. 嚴(yán)佳梁.同濟(jì)大學(xué) 2006



本文編號：3146784