偏压荷载作用下顶管力学响应及其影响因素

作     者：童恺旻 杨春山 高振宇 黄雪阳 Tong Kaimin;Yang Chunshan;Gao Zhenyu;Huang Xueyang

作者机构：广州市市政工程设计研究总院有限公司广州510060 华南理工大学土木与交通学院广州510640 

基　　金：国家自然科学基金(51508119) 广州市科技计划项目科学研究专项(201707010479) 

出 版 物：《地下空间与工程学报》 (Chinese Journal of Underground Space and Engineering)

年 卷 期：2020年第16卷第5期

页      码：1459-1466页

摘      要：为明确顶管偏压受荷力学特性及其影响因素,分析顶管偏压受荷的承载模式,以工程实例为依托,建立顶管偏压作用下的精细计算模型,计算分析顶管在不同偏压模式下的力学特征、破坏形态及机理,并通过模型试验验证,探讨顶管偏压受荷力学响应的影响因素,且提出了顶管偏压的控制措施。研究表明:偏压荷载作用下,(1)管道轴向偏心起拱,接头处呈现单侧挤压、对侧张开,管道接触面应力集中、应变局部化;(2)单侧偏压作用效应主要表现为轴向的压剪效应,对角偏压作用效应则为对角的拉剪效应;(3)管道表现为接头处局部先开裂甚至破碎,后逐渐向中部发展的渐进破坏;(4)管道结构拉应力与偏斜角度呈同向线性关系,当管道径长比较小时,单侧偏压诱发的结构损伤较对角偏压大,且随偏斜角度的增大越发的明显;(5)管道接触面随偏斜角度的增大,分布特征经历近梯形分布→马鞍形分布→椭圆形分布的演化过程,可基于设计偏斜角度对应的影响敏感区特征制定预防偏压措施;(6)单侧偏压受管道几何尺寸的影响很小,究其原因是尺寸的变化未改变管道承载特性;对角偏压受几何尺寸的影响明显,因为尺寸的变化改变了管道空间抵抗对角错动剪切的能力;(7)管道应力随顶进力的增大线性增大,顶进力对管道受力影响明显,结构应力集中的区域在接触面周边一定范围内;(8)两种偏压模式作用下管道承载路径分布规律不同,单侧偏压时管道沿轴向延伸为主,而在对角偏压作用下,横向扩散趋势大于轴向。

主 题 词：顶管隧道 偏压作用 承载特征 破坏形态 影响因素 数值仿真 

学科分类：08[工学] 083305[083305] 081403[081403] 0814[工学-地质类] 0833[0833] 

核心收录：

馆 藏 号：203990861...