考虑黏结滑移效应的输水隧洞衬砌开裂模拟

王志威; 蔡敏; 韩雨; 董义佳

doi:10.13476/j.cnki.nsbdqk.2025.0126

南水北调与水利科技（中英文） ›› 2025, Vol. 23 ›› Issue (05) : 1269 -1278. DOI: 10.13476/j.cnki.nsbdqk.2025.0126

考虑黏结滑移效应的输水隧洞衬砌开裂模拟

王志威, 蔡敏, 韩雨, 董义佳

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摘要

为准确模拟输水隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝扩展过程及钢筋的限裂效果，提出基于黏结滑移模型的衬砌开裂模拟方法。该方法构建模拟钢筋混凝土界面相互作用的黏结型连接单元和摩擦型连接单元，反映钢筋混凝土界面破坏过程的物理机制，并采用内聚力模型模拟衬砌中裂缝的出现和扩展过程。采用该方法对钢筋拔出实验和城门洞形输水隧洞衬砌开裂过程进行模拟，得到的荷载-位移曲线与钢筋拔出实验结果吻合，裂缝宽度变化曲线及钢筋应力云图等模拟结果清晰反映界面黏结滑移效应与裂缝扩展机制。结果表明：该方法能够有效模拟钢筋混凝土界面的黏结作用与摩擦作用，准确预测钢筋混凝土衬砌的开裂模式与裂缝宽度，为准确分析衬砌抗裂性能提供了有效工具。