加卸载对盾构隧道材料损伤和结构特性的影响

摘要：

为研究加卸载对盾构隧道结构受力和材料损伤状态的影响,基于混凝土塑性损伤本构、非线性接触理论和Python二次开发,用全周单向受压弹簧模拟地层反力,建立二维管片-接缝不连续模型和三维精细化管片-接缝不连续模型,模拟不同土质中(固结黏性土、硬质黏性土、中等程度黏性)盾构隧道上方不同加卸载水平下的结构变形、材料内力以及材料损伤变化规律,并讨论了螺栓异常工作对结构的影响,得到了不同土质中径向相对位移、接头张开量、材料应力和混凝土损伤因子关于加卸载量的关系曲线,及接头张开量、螺栓应力水平分别在预紧力损失和锈蚀深度两种异常状态的变化曲线.研究结果表明:从结构变形宏观指标给出了3种土质条件下加卸载的荷载安全值分别为510、340 kPa和170 kPa;从材料应力水平及损伤程度给出了加卸载的荷载安全值分别为340、170 kPa和170 kPa;螺栓预紧力损失对结构的影响主要受拱顶接头张开量控制,螺栓锈蚀对结构的影响主要受螺栓应力水平控制,且锈蚀深度的安全限值为6 mm.

关键词：塑性损伤本构、盾构隧道、管片-接缝不连续模型、加卸载、螺栓异常

所属期刊栏目：52

分类号：U45(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金青年基金资助项目50908194;国家自然科学基金面上资助项目51278424

在线出版日期：2018-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1104-1112