針對(duì)盾構(gòu)隧道管片接頭等效抗彎剛度預(yù)測研究中,對(duì)梁-彈簧與三維模型整體等效性考慮的不充分,以三維接觸有限元計(jì)算結(jié)果作為測量信息,借助基于撓度等效的反問題求解,提出了一種確定管片接頭等效抗彎剛度的新方法;并利用不同軸力-偏心距組合下的反演結(jié)果,建立了基于Kriging代理模型的軸力-彎矩-等效抗彎剛度的非線性關(guān)系,提出了由此關(guān)聯(lián)的管片結(jié)構(gòu)非線性問題的數(shù)值求解方法。與三維有限元結(jié)果相比,所提方法可較為準(zhǔn)確地預(yù)測管片結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形,表現(xiàn)出良好的整體等效性。此外,借助三維接觸有限元分析,進(jìn)一步深入探討了螺栓孔間隙與襯墊本構(gòu)關(guān)系對(duì)管片縱向錯(cuò)臺(tái)量的影響。 

【文章來源】：計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

管片接頭受載示意圖

圖1 管片接頭受載示意圖將圖1所示模型按梁模型等效,管片在接頭處位移(撓度)連續(xù),接頭處的轉(zhuǎn)角-彎矩關(guān)系為M=P L/2=kθθ(本文限于θ為有限值),由此可得梁的撓度曲線方程為

圖3為直管片接頭的三維有限元模型,單個(gè)直管片的長度為4 m,寬為2 m,厚度為0.7 m。管片主體部分選用8節(jié)點(diǎn)空間六面體單元,螺栓孔和手孔附近采用4節(jié)點(diǎn)四面體單元,六面體單元和四面體單元連接處采用5節(jié)點(diǎn)五面體單元過度;管片部分的有限元模型包含64622個(gè)單元和38113個(gè)節(jié)點(diǎn)。兩管片間由三顆M36螺栓連接,螺栓有限元模型包含16986個(gè)8節(jié)點(diǎn)六面體單元,每個(gè)螺栓中間添加了PRETS179預(yù)緊力單元,并通過SLOAD命令施加了150 kN的預(yù)緊力。兩管片之間,以及管片與螺栓之間存在接觸關(guān)系,如圖4所示。其中A處采用的是面-面接觸單元模擬,用單元高斯積分點(diǎn)來判斷接觸狀態(tài),接觸類型為粗糙;不考慮螺栓螺紋的影響,螺栓與管片混凝土在B處考慮為綁定接觸;螺栓與螺栓孔壁有2 mm的間隙,在C處螺栓與螺栓孔壁間設(shè)置了接觸單元以處理可能發(fā)生的接觸;由于預(yù)緊力的存在,螺帽與管片之間不會(huì)發(fā)生滑移,故D處考慮為綁定接觸。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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