混凝土管片及其接頭受力特性數(shù)值模擬分析.pdf

1、混凝土管片作為盾構(gòu)隧道主要的襯砌形式，其力學(xué)性能對整體隧道結(jié)構(gòu)有很大的影響。為了分析混凝土管片及其接頭的力學(xué)特性，本文通過有限元法和計算方法，以北京地鐵四號線某施工段為例，對混凝土管片及其接頭的承載力特性，抗彎剛度變化進(jìn)行了研究，具體研究內(nèi)容如下：
　　1）為了分析混凝土管片及其接頭的力學(xué)特性，采用有限元方法數(shù)值模擬了完整混凝土管片及其接頭的承載力特性。通過建立分離式三維混凝土管片及其接頭模型，研究了不同軸力與彎矩組合作用下混凝土

2、管片及其接頭極限承載力的變化規(guī)律，分析了分別在正彎矩與負(fù)彎矩作用下混凝土管片接頭的承載力特性。研究表明，混凝土管片及其接頭的極限彎矩隨軸力的增大而增加，接頭的存在降低了混凝土管片的承載能力，管片接頭的極限彎矩大小主要受到接頭螺栓強(qiáng)度和位置的影響。
　　2）為了解決混凝土管片極限承載能力分析問題，基于鋼筋的彈塑性本構(gòu)模型和梁截面應(yīng)變相似準(zhǔn)則，提出了四種彎矩和軸力共同作用下混凝土管片計算模型。推導(dǎo)了對稱布筋混凝土管片極限承載能力的解析

3、表達(dá)式。并與有限元方法模擬的混凝土管片的承載力特性進(jìn)行對比。研究表明，解析模型計算結(jié)果與有限元數(shù)值模擬結(jié)果基本一致，驗證了提出的解析計算模型的準(zhǔn)確性。
　　3）為了研究混凝土管片中軸力對接頭抗彎剛度的影響，推導(dǎo)的一種基于應(yīng)變能原理的混凝土簡化線性模型，提出了不同受力狀態(tài)下的管片接頭剛度計算模型。并通過工程算例分析和有限元模擬結(jié)果，研究了管片接頭抗彎剛度和極限承載力的變化規(guī)律。計算結(jié)果表明，混凝土管片接頭在螺栓屈服時的臨界抗彎剛度隨