沉管隧道節(jié)段接頭剪力鍵受力特性及作用機理研究.pdf

1、隨著我國跨海越江沉管隧道的不斷修建,沉管法施工得到足夠的重視,理論技術(shù)不斷進步。當(dāng)前修建超長沉管隧道多采用節(jié)段式管節(jié)取代整體式管節(jié),可避免因溫度變化差異、施工差異、混凝土內(nèi)部應(yīng)力過大等原因引起混凝土管節(jié)出現(xiàn)開裂的情況。國內(nèi)外試驗主要是針對沉管隧道中間接頭和最終接頭的研究,對節(jié)段接頭的構(gòu)造形式、受力特性、作用機理及剪力承擔(dān)比等方面的研究尚少。本文以港珠澳海底沉管隧道工程為依托,對在荷載作用綜合組合的不利情況下,采用理論研究、三維數(shù)值模擬和

2、大比尺模型試驗綜合的手段對節(jié)段接頭剪力鍵的破壞形式、破壞原因、應(yīng)力發(fā)展趨勢、危險敏感區(qū)域分析及剪力鍵的作用機理進行研究。
　　第一,模型試驗前,根據(jù)沉管隧道管節(jié)所受主要荷載作用確定由縱向地基剛度差異和不均勻回淤荷載引起彎曲工況和橫向地基剛度差異和不均勻回淤荷載引起扭轉(zhuǎn)工況,建立足尺三維數(shù)值模擬來模擬實際工程,分析沉管節(jié)段接頭的力學(xué)性能并為物理模型試驗提供指導(dǎo)。
　　第二,以長安大學(xué)路基沉降平臺為基礎(chǔ),按試驗要求進行平臺改造,

3、制定模型試驗實施的總體方案,開展了在陸域條件下沉管管節(jié)結(jié)構(gòu)與周邊土體相互作用的大比尺模型試驗,并解決了試驗中遇到的技術(shù)難題。建立完全模擬模型試驗的縮尺數(shù)值模擬,并與模型試驗的分析結(jié)果進行對比研究,建立起縮尺數(shù)值模擬和模型試驗之間的橋梁。
　　第三,采用縮尺數(shù)值模擬和模型試驗相結(jié)合的手段,闡述節(jié)段接頭剪力鍵在彎曲和扭轉(zhuǎn)工況下的破壞形式、破壞原因、應(yīng)力發(fā)展趨勢,對剪力鍵危險敏感區(qū)域進行分析并提出剪力鍵應(yīng)該著重加強的區(qū)域,最后從上述幾方