• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于N-M曲线的盾构隧道正截面承载性能加固评价及演化规律
  • 作者

    刘德军张杨左建平戴庆庆

  • 单位

    中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院

  • 摘要
    由于运营环境的复杂性,如何评价管片承载性能尚未形成统一的认识.首先提出将轴力-弯矩曲线(N-M曲线)与坐标轴围成的面积作为管片正截面承载性能的评价指标;进一步建立了内表面粘钢加固的正截面承载性能计算理论,并采用数值模拟验证了计算理论的合理性;最后综合考虑混凝土劣化和钢筋锈蚀,采用建立的计算理论系统分析评价了管片正截面粘钢加固的承载性能及其演化规律.研究结果表明:受压侧粘钢加固,正截面承载力随着钢板厚度的增加而提高,受拉侧粘钢加固,随着钢板厚度的增加,正截面承载力先快速增长,后逐渐降缓,最后趋于稳定;当盾构隧道采用整环钢板加固时,建议钢板厚度不宜超过20 mm;运营期早期,管片内表面拉、压侧粘贴钢板均可获得较好的加固效果,而运营后期,管片受拉侧粘贴的钢板对提升正截面承载性能几乎无效果.研究成果对于盾构隧道的性能评估和运营安全具有一定的指导意义.
  • 关键词

    盾构隧道承载力N-M曲线性能演化内表面加固

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金项目(51878658);煤炭资源与安全开采国家重点实验室-北京高等学校卓越青年科学家计划项目联合基金项目(BJJWZYJH01201911413037);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2022JCCXLJ05);
  • 文章目录
    1 管片正截面承载性能评价方法
    2 正截面加固承载性能计算理论
    2.1 受拉侧粘钢加固
    2.2 受压侧粘钢加固
    3 材料劣化模型
    3.1 混凝土强度劣化模型
    3.2 钢筋锈蚀模型
    3.3 钢板锈蚀模型
    4 计算理论合理性验证
    4.1 数值模拟概述
    4.2 对比结果分析
    5 正截面承载性能加固评价及演化
    5.1 管片正截面粘钢加固承载性能
    5.2 无加固管片承载性能演化规律
    5.3 加固管片承载性能演化规律
    6 结 论
  • 引用格式
    刘德军,张杨,左建平,戴庆庆.基于N-M曲线的盾构隧道正截面承载性能加固评价及演化规律[J].中国矿业大学学报,2023,52(01):76-85.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20210693.
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