沉管隧道接头在压-扭-剪组合条件下的力学性能分析

摘要：

接头是沉管隧道中最薄弱并且非常关键的部位,其力学性能直接影响整条沉管隧道的安全性与水密性.目前研究仅限于沉管接头的压缩、压弯和压剪等简单荷载工况,未对组合工况如压-扭-剪工况进行过研究.以红谷隧道工程为背景,基于三维精细化建模技术,通过有限元软件ABAQUS建立了表征沉管隧道接头性能的力学模型,并考虑不同材料的非线性本构模型,开展了沉管隧道接头在压-扭-剪组合条件下的力学性能模拟研究,并与压-剪组合条件下的力学性能进行对比了分析.通过数值模拟计算揭示了沉管接头GINA橡胶止水带超弹性材料的特性及水密性,并得到了接头在压-扭-剪组合条件下的水平荷载-位移曲线,从而获得了接头的扭剪刚度和极限承载力,表明接头在压-扭-剪工况下的抗剪强度比压-剪工况下的抗剪强度小.同时,对混凝土及钢剪力键进行局部分析,得到其在压-扭-剪组合条件下的受力特性,并预测了剪力键可能的破坏模式.研究结果可为今后沉管隧道接头设计提供参考.

关键词：沉管隧道、接头、数值模拟、压-扭-剪组合荷载、承载力

所属期刊栏目：37

分类号：U451(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51208296,51478343;上海市科学技术委员会13231200503;上海市教育发展基金会资助13CG17

在线出版日期：2017-05-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：307-314