正弯矩循环加载下盾构管片接头损伤特性数值模拟研究

摘要

为了探究正弯矩循环荷载对管片接头力学性能的影响,以某地铁线单层衬砌管片接头为研究对象,建立三维精细化的盾构管片接头数值模型,在与已有单向正弯矩下管片接头力学破坏试验对比验证的基础上,开展单向正弯矩循环加载下管片接头全过程破坏数值模拟,研究管片接头破坏模式、滞回、骨架、刚度退化以及耗能能力等循环力学性能,并进一步探讨轴力和螺栓预紧力对管片接头循环力学性能的影响规律。研究结果表明:1)管片接头在单向正弯矩循环加载作用下的破坏过程可划分为5个阶段,即弹性段、塑性硬化段、承载力第1次下降阶段、平台段及第2次下降破坏段;2)循环加载显著降低了管片接头的承载能力,并存在明显的强度与刚度下降等损伤累积特征;3)轴力减弱了接头滞回曲线的捏拢效应,提高了峰值弯矩及延性性能,而螺栓预紧力对接头滞回曲线捏拢效应影响较小,并会降低接头峰值弯矩和提高接头延性性能。

关键词

管片接头 / 正弯矩 / 循环加载 / 力学性能 / 数值模拟 / 损伤累积