發(fā)布時(shí)間：2021-12-10 00:38

　　設(shè)計(jì)了一種探究"管片–自密實(shí)混凝土（SCC）–鋼管"疊合式襯砌結(jié)構(gòu)橫向力學(xué)行為與變形特性的大型足尺試驗(yàn)方法,初步揭示了疊合式襯砌結(jié)構(gòu)在非均勻外載下的變形及力學(xué)響應(yīng)規(guī)律;結(jié)合三維精細(xì)化有限元模型,探討了栓釘布設(shè)、襯砌類型、側(cè)壓力系數(shù)等因素對(duì)結(jié)構(gòu)承載機(jī)理的影響。結(jié)果表明:在非均勻外載作用下疊合式襯砌的環(huán)向應(yīng)力相比分離式襯砌較小,變形呈現(xiàn)"橫橢圓"模式,且隨荷載非均勻性增加,其變形規(guī)律越顯著;栓釘布設(shè)有效地增強(qiáng)了鋼管–SCC的界面性能,但對(duì)結(jié)構(gòu)環(huán)向應(yīng)力影響甚微。 

【文章來源】：巖土工程學(xué)報(bào). 2020,42(12)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

鋼管內(nèi)襯結(jié)構(gòu)示意圖

第12期李代茂，等.疊合式襯砌結(jié)構(gòu)抗外載特性足尺試驗(yàn)與數(shù)值研究2259載（I）、加載（II）和卸載（III）3個(gè)階段，變載速率為0.3kN/s，穩(wěn)壓40min完成各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集作業(yè)。I階段均勻施加10kN推進(jìn)力，并對(duì)加載結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行對(duì)中定位；II階段以25%峰值荷載梯度進(jìn)行加載；III階段以50%峰值荷載梯度進(jìn)行卸載。其中，1P為加載控制值，4P由側(cè)壓力系數(shù)確定，其他加載點(diǎn)由1P，4P按角度插值確定。圖2足尺模型試驗(yàn)Fig.2Full-scalemodeltest圖3加載系統(tǒng)平面示意圖Fig.3Diagramofloadingsystem2.3測(cè)量系統(tǒng)本文在應(yīng)用傳統(tǒng)測(cè)量手段的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合現(xiàn)代光纖傳感技術(shù)，制定如圖4所示的測(cè)量系統(tǒng)，具體方案如表1所列，主要采集界面相對(duì)位移、襯砌結(jié)構(gòu)變形與應(yīng)力響應(yīng)等方面的數(shù)據(jù)。圖4測(cè)量系統(tǒng)示意圖Fig.4Diagramofmeasurementsystem表1測(cè)量方案Table1Measurementschemes傳感器類型測(cè)量精度布置位置測(cè)量?jī)?nèi)容元件數(shù)量傳統(tǒng)類鋼筋計(jì)（振弦式）0.01MPa管片跨中截面（中環(huán)）鋼筋應(yīng)力內(nèi)側(cè)6支\外側(cè)6支數(shù)顯百分表（機(jī)械式）0.01mm管片外弧面（中環(huán)）全周徑向變形12支測(cè)縫計(jì)（振弦式）0.001mm管片內(nèi)弧面接頭（中環(huán)）縱縫張開量12支數(shù)顯千分表（機(jī)械式）0.001mm頂環(huán)管片端面界面相對(duì)位移16支（雙向）光纖類光纖光柵裸柵應(yīng)變計(jì)1με管片下層連接螺栓軸向應(yīng)變中環(huán)6支\頂環(huán)6支分布式應(yīng)變傳感光纜2μεSCC（中環(huán)管片）SCC裂縫擴(kuò)展外側(cè)1道\內(nèi)側(cè)1道分布式應(yīng)變傳感光纜2με鋼管（中環(huán)管片）

表3界面力學(xué)參數(shù)Table3Mechanicalparametersofinterface連接類型kt/(N·m-3)kn/(N·m-3)fct/(N·m-2)無栓釘3.0×1071.0×10114.0×106含栓釘8.0×1081.0×10112.5×107注：kt，kn，fct為切向剛度模量、法向剛度模量和抗拉強(qiáng)度。3.4約束條件與加載方式為確保計(jì)算的收斂性，對(duì)有限元模型采用圖7所示的位移約束方式，即，在左、右腰處約束Y，Z向位移，在拱頂、底處約束X，Y向位移，前后環(huán)端面約束Y向位移。圖7邊界條件Fig.7Boundaryconditions按2.2節(jié)荷載施加位置和方式逐級(jí)施加荷載，對(duì)足尺模型外載試驗(yàn)全過程進(jìn)行數(shù)值仿真模擬。基于Newton-Raphson迭代方法，采用能量準(zhǔn)則判定收斂（收斂精度取1‰）。4承載機(jī)理分析為了探究疊合式襯砌結(jié)構(gòu)在外部水土荷載作用下的承載機(jī)理，本文結(jié)合足尺模型試驗(yàn)，基于上述三維

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]盾構(gòu)隧洞復(fù)合襯砌的荷載結(jié)構(gòu)共同作用模型[J]. 楊光華,李志云,徐傳堡,賈愷,姜燕.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]西江引水工程盾構(gòu)輸水隧洞設(shè)計(jì)[J]. 王志國(guó),顧小兵,程子悅,溫曉英.  水利水電工程設(shè)計(jì). 2016(01)
[3]深埋圓形水工隧洞彈塑性應(yīng)力和位移統(tǒng)一解[J]. 張常光,胡云世,趙均海,楊硯宗.  巖土工程學(xué)報(bào). 2010(11)
[4]盾構(gòu)壓力隧洞雙層襯砌的力學(xué)模型研究[J]. 張厚美,過遲,呂國(guó)梁.  水利學(xué)報(bào). 2001(04)
[5]盾構(gòu)式輸水隧洞的計(jì)算模型及其工程應(yīng)用[J]. 章青,卓家壽.  水利學(xué)報(bào). 1999(02)

碩士論文
[1]“管片-SCC-鋼襯”疊合式襯砌體系足尺結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與抗外載特性研究[D]. 黃鴻浩.華南理工大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3531596