沉管隧道接头在压-扭-剪组合条件下的力学性能分析 |
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引用本文: | 黄小彬,余小强,罗健珲,禹海涛.沉管隧道接头在压-扭-剪组合条件下的力学性能分析[J].隧道建设,2017,37(3):307-314. |
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作者姓名: | 黄小彬 余小强 罗健珲 禹海涛 |
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作者单位: | (1. 南昌市政公用投资控股有限责任公司, 江西南昌 330000; 2. 同济大学地下建筑与工程系, 上海 200092) |
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基金项目: | 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) |
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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。
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关 键 词: | 沉管隧道 接头 数值模拟 压-扭-剪组合荷载 承载力 |
收稿时间: | 2016-05-17 |
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