超大直径盾构隧道管片结构力学行为与破坏特征研究

为探明超大直径盾构隧道管片结构的力学行为与破坏特征,建立基于混凝土塑性损伤本构的管片结构三维精细化数值计算模型,研究极限荷载下管片结构整体竖向位移分布情况、接缝变形量、螺栓应力、钢筋应力、裂纹扩展及分布情况和承载力变化情况。研究结果表明：管片结构的整体位移分布呈漏斗状,中间环左右侧竖向位移分布不对称,结构单点竖向位移变化分为弹性阶段和弹塑性阶段,边环纵缝处竖向位移最大;结构破坏时,环缝最大张开量为0.075 mm,最大错台量为0.308 mm,纵缝最大张开量为4.92 mm,最大错台量为3.58 mm,但环向螺栓还未屈服,螺栓应力的变化过程可以分为线性减小、非线性增大和短暂下降3个阶段;结构破坏的主要特征为中间环内弧面先出现拉裂纹,裂纹更集中分布于中间环纵缝对应位置处,跨中处主筋屈服;当跨中主筋屈服时,截面安全系数为1.383,这说明用主筋屈服作为判断结构失效的依据是安全可行的。