考虑界面效应的内张钢圈加固盾构管片结构力学性能研究

摘要：

针对内张钢圈加固后的盾构管片结构,现有研究中多基于理想界面假设,忽略了钢-混凝土连接界面非连续变形特性,无法对结构的承载性能和破坏机制做出精细分析.将内聚力模型与扩展有限元方法相结合,考虑了加固结构连接界面的非连续变形特性,建立了可精确描述裂缝扩展过程的内张钢圈加固结构三维实体非线性模型,并利用足尺试验结果验证了计算的正确性,实现了钢与混凝土两种不同材料连接界面滑移破坏及开裂等劣化行为的动态模拟,弥补了试验的不足.在此基础上,对顶部超载与地层荷载作用下加固结构的力学性能展开分析,研究结果表明:顶部超载作用下加固结构受力破坏过程主要分为4个阶段,钢圈与混凝土连接界面处裂缝的扩展与黏结破坏是结构失稳破坏的决定性因素;地层荷载作用下加固结构受力过程中,连接界面接头处存在拉—压交替的非协调变形区域,易发生剪切滑移及剥离破坏.

关键词：盾构隧道;内张钢圈加固;数值计算;连接界面;内聚力模型;扩展有限元

所属期刊栏目：44

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）;辽宁省自然科学基金

在线出版日期：2022-02-22（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：343-351