【博士】盾構(gòu)隧道預(yù)應(yīng)力管片的模型試驗(yàn)與設(shè)計(jì)方法研究【2004】

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　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)　　學(xué)位年度： 2004年　　本文系國(guó)內(nèi)首次對(duì)作為一種新型的混凝土襯砌結(jié)構(gòu)型式一一盾構(gòu)隧道用預(yù)應(yīng)力混凝土管片進(jìn)行探索和研究的學(xué)術(shù)論文。文中重點(diǎn)通過(guò)模型試驗(yàn)研究，對(duì)預(yù)應(yīng)力管片的力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性能做了分析與評(píng)價(jià)?！　⒄宅F(xiàn)有地鐵隧道管片配筋的要求，確定了本次模型試驗(yàn)用管片的配筋量，并配置了模型混凝土。預(yù)應(yīng)力管片的模型試驗(yàn)分為三個(gè)部分：第一類試驗(yàn)為大曲率下，預(yù)應(yīng)力筋的張拉試驗(yàn)；第二類試驗(yàn)為，考慮在不同加載位置、不同預(yù)應(yīng)力加載等級(jí)情況下的預(yù)應(yīng)力管片的力學(xué)性能試驗(yàn)；第三類試驗(yàn)為預(yù)應(yīng)力管片的接頭試驗(yàn)?！　≡诘谝活愒囼?yàn)中，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，得出了預(yù)應(yīng)力筋在大曲率條件下的各項(xiàng)損失以及k值和／1值，為下一步預(yù)應(yīng)力管片力學(xué)性能的研究奠定了基礎(chǔ)?！　〉诙愒囼?yàn)研究了預(yù)應(yīng)力管片的不同受力位置，不同預(yù)砬力噸位對(duì)管片整體受力性能的影響，得出管片的開(kāi)裂以及破壞荷載；提出最合理受力位置：描述管片出裂全過(guò)程，分析管徑在加載過(guò)程中的變化，并對(duì)和合理配筋量提出建議。　　通過(guò)第三類試驗(yàn)，研究了不同預(yù)應(yīng)力噸位，不同偏心距以及軸力對(duì)預(yù)應(yīng)力管片接頭剛度的影響并提出了在一定噸位下，預(yù)應(yīng)力管片的正負(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度值，以及剛度計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式。　　在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了三維有限元模擬，對(duì)預(yù)應(yīng)力管片以及銅絞線進(jìn)行了分析，并與試驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行了對(duì)比，建立了符合實(shí)際的數(shù)值模型。此外，還利用兩維有限元模擬結(jié)果，對(duì)管片厚度、孔道位置等因素對(duì)預(yù)應(yīng)力管片預(yù)應(yīng)力度的影響做了比較分析?！　±矛F(xiàn)有預(yù)應(yīng)力理論結(jié)合地下結(jié)構(gòu)的受力的特殊性，還對(duì)預(yù)應(yīng)力管片的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行總結(jié)，提出了設(shè)計(jì)步驟、構(gòu)造要求以及簡(jiǎn)化的預(yù)應(yīng)力管片設(shè)計(jì)計(jì)算公式，為今后預(yù)應(yīng)力管片能用于實(shí)際奠定了一定的基礎(chǔ)?！　?

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