基于地鐵盾構(gòu)隧道混凝土被硫酸鹽侵蝕實(shí)際工況,建立了能夠考慮接縫細(xì)部構(gòu)造、表面混凝土及螺栓等且接縫截面可離散為不同類型受壓區(qū)的縱縫接頭正彎矩力學(xué)模型。采用全積分形式進(jìn)行混凝土本構(gòu)關(guān)系運(yùn)算,適用分析混凝土被硫酸鹽侵蝕后接縫面混凝土壓碎、螺栓屈服以及接頭極限狀態(tài)。結(jié)合數(shù)值計(jì)算進(jìn)行對比分析,兩者結(jié)果基本一致,驗(yàn)證了力學(xué)模型合理性。研究結(jié)果表明:正彎矩作用下,混凝土被硫酸鹽侵蝕對縱縫接頭力學(xué)性能的影響主要表現(xiàn)在外表面邊緣混凝土接觸之后。隨著硫酸鹽侵蝕時(shí)間的增長,縱縫接頭極限彎矩不斷減少,但減幅較為平均。同時(shí),各變形量最大值也隨著侵蝕時(shí)間的增長而減小,但減幅各自不同。隨著硫酸鹽侵蝕厚度的增大,縱縫接頭極限彎矩及各變形量最大值均不斷減少,且減幅不斷增大。

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【部分圖文】：

圖1縱縫接頭部件構(gòu)造

螺栓預(yù)緊是在軸力加載前完成，因此，需考慮軸力加載對螺栓預(yù)緊狀態(tài)的松弛效應(yīng)。對縱縫接頭施加螺栓預(yù)緊力nT0后，再施加軸力N，此時(shí)螺栓預(yù)緊力降為nT01，與受壓區(qū)混凝土的合力Fc取得力學(xué)平衡，方程如下：圖2管片混凝土被硫酸鹽侵蝕分布

圖2管片混凝土被硫酸鹽侵蝕分布

圖1縱縫接頭部件構(gòu)造螺栓預(yù)緊力等效為沿接縫截面均勻分布的壓應(yīng)力，軸力為非偏心加載，因此，受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力為均布形式，可得

圖3Tb-Fc模式的應(yīng)變分布

式中：εc為受壓區(qū)混凝土邊緣壓應(yīng)變；εb為螺栓拉應(yīng)變；hb為螺栓中心到外表面邊緣距離；y為受壓區(qū)混凝土高度。圖4所示的受壓區(qū)和脫離區(qū)各功能部件的變形沿截面高度是線性變化的。Δb、Δc、θ、Δcb、Δct等依據(jù)下式（6）～式（10）進(jìn)行計(jì)算，即

圖4Tb-Fc模式的幾何變形

式中：Δct以張開為正，壓縮為負(fù)；Δb為接縫面在螺栓處張開量；Δc為受壓區(qū)混凝土邊緣C點(diǎn)變形量；θ為接縫面轉(zhuǎn)角；Δcb為內(nèi)表面邊緣混凝土空隙量；ts為外表面邊緣混凝土初始張開量。此時(shí)，螺栓是否開始受拉還需另外判斷，εb為螺栓的拉應(yīng)變，如果εb<ε"b，則螺栓還未受拉，受壓區(qū)混凝土....

本文編號(hào)：3902018