隧道钢格栅与喷混凝土组合结构的等效本构关系研究

隧道钢格栅与喷混凝土支护结构的组合作用机理复杂,对其直接进行数学描述困难。文章通过力学等效原理,提出了钢格栅混凝土的等效横观各向同性模型,模型同性面内的力学性质与混凝土相同,正交方向与钢格栅混凝土的轴向力学性质相同。采用应变协调、应变能等效与强度等效方法,分别获得了等效体的轴向变形参数与强度参数。结合钢格栅混凝土结构的实际力学行为,提出了建议的等效本构关系,并绘出了本构关系曲线,以此间接地用数学方法描述了钢格栅混凝土的复杂力学性质。最后,通过数值对比实验证明了提出的等效本构关系与钢格栅混凝土原结构在弹性阶段的力学性质有良好的近似。