预制装配式仰拱与衬砌接头直剪试验研究

摘要

装配式结构具有成本低、工期短和绿色施工等优点，因此中国正在大力推动装配式技术的应用．装配式技术应用于高速公路隧道建设中时，预制装配式仰拱与现浇衬砌接头处存在较大的安全隐患，容易发生剪切破坏．为了探究该类装配式结构接头处直剪受力状态下的抗剪力学性能，以接头的界面植筋率、界面尺寸和界面处理方式作为变化参数，设计并制作了21个“Z”字形试件开展直剪试验，观测了试件失效的全部过程以及破坏形态，获取了试件的剪切-滑移曲线，系统地分析了接头直剪力学性能的变化规律．结果表明：试件破坏分为植筋剪断和混凝土失效两种破坏形态；随着界面植筋率增加，试件极限抗剪承载力、延性和抵抗界面损伤演化的能力均随之提升；界面植筋率由0.7%增至1.1%时，极限抗剪承载力提升最大为66.4%；界面凿毛处理后试件的抗剪性能更优，其延性提升最大为41.5%；界面植筋率相同时，随着界面尺寸的增大，抗剪承载力随之提升，最大提升64.8%；试件抗剪性能存在一定的尺寸效应，界面尺寸较小试件的抗剪承载力随界面植筋率增加而提升的效果不显著．最后根据相关规范计算方法，基于试验结果和拓展的剪切-摩擦理论，提出了改进的预制装配式仰拱与现浇衬砌接头的抗剪承载力计算公式，计算值与试验值吻合度良好．

关键词

预制装配式仰拱 / 衬砌接头 / 抗剪性能 / 抗剪承载力

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51578163); 八桂学者专项研究经费项目([2019]79号); 广西科技基地和人才专项(AD210750031); 中央引导地方科技发展资金项目(桂科ZY21195010)