亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        斷裂理論在含裂紋盾構(gòu)隧道安全性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

        2010-01-27 05:15:45晏啟祥
        關(guān)鍵詞:斷裂力學(xué)韌度軸力

        晏啟祥,程 曦,楊 征

        (1.西南交通大學(xué)地下工程系,成都 610031;2.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,成都 610031)

        近年來(lái),隨著城市地鐵的不斷發(fā)展,盾構(gòu)隧道得到了廣泛應(yīng)用。盾構(gòu)隧道在平、縱曲線段頂進(jìn)施工,以及盾構(gòu)隧道運(yùn)營(yíng)階段出現(xiàn)的疲勞損傷,地震震害等因素都可能導(dǎo)致盾構(gòu)隧道處于帶裂紋工作狀態(tài),這些裂紋的分布形態(tài)各異,深淺不一,其中管片內(nèi)側(cè)的縱向裂紋較為普遍,如圖1為隧道施工時(shí)千斤頂頂推導(dǎo)致的縱向裂紋,圖2為地震導(dǎo)致的管片襯砌縱向裂紋。這些裂紋的存在大大降低了盾構(gòu)隧道的安全,而利用傳統(tǒng)的彈塑性力學(xué)往往不能客觀評(píng)價(jià)含裂紋盾構(gòu)隧道的安全性,導(dǎo)致許多含裂紋盾構(gòu)隧道在存在安全隱患的情況下繼續(xù)工作。目前,國(guó)內(nèi)外有少量針對(duì)礦山法隧道襯砌裂紋的研究報(bào)道[1],但針對(duì)盾構(gòu)隧道管片襯砌裂紋的研究還相對(duì)較少,這里嘗試?yán)脭嗔蚜W(xué)理論[2~3]對(duì)含縱向裂紋的盾構(gòu)隧道進(jìn)行安全性分析,從而對(duì)盾構(gòu)隧道的安全性進(jìn)行評(píng)估。

        圖1 施工導(dǎo)致的縱向裂紋

        圖2 震災(zāi)導(dǎo)致的縱向裂紋

        1 應(yīng)力強(qiáng)度因子斷裂理論

        結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷裂起源于裂紋,而裂紋在外界因素作用下處于靜止或平衡或發(fā)展,與裂紋尖端附近的應(yīng)力場(chǎng)有著密切的關(guān)系。由于裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)弱程度可用應(yīng)力強(qiáng)度因子K來(lái)表達(dá),K因子就成為了判斷裂紋是否進(jìn)入失穩(wěn)的一個(gè)重要指標(biāo)。按照斷裂力學(xué)理論,依據(jù)裂紋的力學(xué)特征可將裂紋分為三大類(lèi):張開(kāi)型裂紋(Ⅰ型)、滑開(kāi)型裂紋(Ⅱ型)和撕開(kāi)型裂紋(Ⅲ型)。盾構(gòu)隧道管片襯砌等工程結(jié)構(gòu)由于受力復(fù)雜,通常其裂紋不是上述單一型裂紋,而是2種乃至3種裂紋類(lèi)型構(gòu)成的復(fù)合型裂紋。而對(duì)于盾構(gòu)隧道管片襯砌內(nèi)側(cè)縱向裂紋而言,是典型的Ⅰ-Ⅱ型裂紋構(gòu)成的復(fù)合型裂紋,前者由彎矩和軸力引起,主導(dǎo)著裂紋的張開(kāi)和失穩(wěn),后者由剪切力引起,主導(dǎo)著裂紋沿裂紋面的滑移和失穩(wěn)。由于裂紋較小,盡管盾構(gòu)隧道是圓形襯砌結(jié)構(gòu),仍可假設(shè)管片襯砌裂紋附近一定范圍近似為平板,并受到如圖3所示的彎矩、軸力和剪切力等內(nèi)力作用,這樣就可以采用斷裂力學(xué)中推導(dǎo)的各種公式對(duì)其進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度因子的近似分析。圖3中b為襯砌厚度,a為裂紋的深度,M、σ、τ分別為含裂紋襯砌裂紋遠(yuǎn)場(chǎng)的彎矩、軸力導(dǎo)致的拉壓應(yīng)力和剪切力,由于裂紋的存在對(duì)其周邊很微小范圍內(nèi)的應(yīng)力才會(huì)產(chǎn)生較大影響,含裂紋襯砌M、σ、τ遠(yuǎn)場(chǎng)內(nèi)力可用無(wú)裂紋襯砌M、σ、τ遠(yuǎn)場(chǎng)內(nèi)力近似表達(dá)。由于裂紋非常微小,無(wú)裂紋襯砌M、σ、τ遠(yuǎn)場(chǎng)內(nèi)力可用裂紋點(diǎn)位處的彎矩、拉壓應(yīng)力和剪切力近似代替,并忽略剪切條件下半無(wú)限寬板的限制。通過(guò)上述方法獲得的應(yīng)力強(qiáng)度因子為近似的應(yīng)力強(qiáng)度因子。

        圖3 應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算示意

        典型的斷裂理論有最大周向理論、能量釋放率理論、應(yīng)變能密度因子理論等,它們都可以建立相應(yīng)的斷裂判據(jù)和提出Ⅱ型和Ⅲ型斷裂韌度與Ⅰ型斷裂韌度的關(guān)系。但工程中應(yīng)用較廣的是人們根據(jù)不同理論的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果,提出的偏于安全并簡(jiǎn)便的近似斷裂判據(jù)。對(duì)于Ⅰ-Ⅱ型復(fù)合裂紋,常用的近似斷裂判據(jù)為

        (1)

        在有限寬板的貫穿裂紋條件下,當(dāng)僅受彎矩作用時(shí),如圖3(a)中Ⅰ型裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子為

        (2)

        其中修正系數(shù)

        在有限寬板的貫穿裂紋條件下,當(dāng)僅受軸力作用時(shí),如圖3(b)中Ⅰ型裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子為

        (3)

        其中修正系數(shù)

        F=

        在“半無(wú)限大”平板中的邊裂紋條件下,當(dāng)受到剪力作用時(shí),如圖3(c)中Ⅱ型裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子

        (4)

        以上各式中t為管片的厚度。當(dāng)管片襯砌同時(shí)受到彎矩、軸力、剪力作用時(shí),其等價(jià)Ⅰ型裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子為

        (5)

        2 應(yīng)用實(shí)例

        某地鐵盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)采用C50鋼筋混凝土預(yù)制管片,管片環(huán)外直徑6 000 mm,內(nèi)徑5 400 mm,管片厚度300 mm,標(biāo)準(zhǔn)管片幅寬1 500 mm。管片環(huán)結(jié)構(gòu)采用“1+2+3”模式,即1個(gè)封頂塊,2個(gè)鄰接塊和3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊。其中,封頂塊圓心角15°,鄰接塊圓心角64.5°,標(biāo)準(zhǔn)塊圓心角72°,管片之間以12根M27的環(huán)向螺栓進(jìn)行連接。管片分塊如圖4所示。該地鐵盾構(gòu)隧道某地段在盾構(gòu)機(jī)停機(jī)再啟動(dòng)掘進(jìn)后,發(fā)現(xiàn)已拼裝管片襯砌環(huán)內(nèi)側(cè)出現(xiàn)了縱向裂紋,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)其深度不一,有的裂紋深達(dá)10 cm。該地段盾構(gòu)隧道中心埋深26 m,地下歷史最高水位記錄6 m?,F(xiàn)利用斷裂理論對(duì)其進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。

        圖4 管片分塊(單位:m)

        圖5 有限元計(jì)算模型

        圖6 管片襯砌內(nèi)力

        圖7 不同深度裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子包絡(luò)線對(duì)比(MN/m3/2)

        3 結(jié)語(yǔ)

        盾構(gòu)隧道管片襯砌內(nèi)側(cè)存在縱向裂紋時(shí),拱頂和拱底部位裂紋最容易發(fā)生失穩(wěn)斷裂。通常情況下,裂紋出現(xiàn)在拱頂時(shí)危害最大。等價(jià)Ⅰ型裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子與裂紋深度密切相關(guān),隨著裂紋深度的增長(zhǎng),應(yīng)力強(qiáng)度因子也隨之增大,但其增大速率放緩,當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到管片襯砌的斷裂韌度時(shí),管片襯砌裂紋將發(fā)生失穩(wěn)斷裂,可導(dǎo)致管片襯砌徹底破壞,影響盾構(gòu)隧道安全。由于本文中管片襯砌在拱頂內(nèi)側(cè)出現(xiàn)深10 cm的縱向裂紋時(shí),其應(yīng)力強(qiáng)度因子已經(jīng)超過(guò)鋼筋混凝土管片襯砌的斷裂韌度,可知該盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)已經(jīng)不安全,需采取工程處治措施。

        [1]張玉軍,李治國(guó).帶裂紋隧道二次襯砌承載能力的平面有限元計(jì)算分析[J].巖土力學(xué),2005,26(8).

        [2]高 慶.工程斷裂力學(xué)[M].重慶大學(xué)出版社,1998(8).

        [3]李慶芬,胡勝海,朱世范.斷裂力學(xué)及其工程應(yīng)用[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2004.

        [4]謝 雷,程 功,楊樹(shù)桐,等.混凝土等效斷裂韌度的解析方法[J].混凝土,2008(10).

        [5]高洪波,徐世烺,吳智敏,等.混凝土斷裂韌度KIIC的試驗(yàn)研究[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào),2006(10).

        猜你喜歡
        斷裂力學(xué)韌度軸力
        基于斷裂力學(xué)的橋梁裂縫檢測(cè)及剩余壽命評(píng)定
        軸力作用下軟土基坑力學(xué)場(chǎng)演化規(guī)律的原位試驗(yàn)研究*
        淺談支撐軸力伺服系統(tǒng)在深基坑中的應(yīng)用
        城市的韌度
        民生周刊(2022年16期)2022-08-03 07:24:08
        基坑鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)的優(yōu)化及實(shí)踐
        水道港口(2020年2期)2020-06-08 04:41:12
        用連續(xù)球壓痕法評(píng)價(jià)鋼斷裂韌度
        氫滲透對(duì)一種低合金臨氫鋼沖擊韌度的影響
        上海金屬(2016年4期)2016-11-23 05:38:42
        基于斷裂力學(xué)的錨拉板疲勞壽命評(píng)估
        鋼支撐軸力在安裝過(guò)程中的監(jiān)測(cè)分析
        鐵道勘察(2016年3期)2016-08-01 07:20:14
        熱處理對(duì)12Cr2Mo1R耐熱鋼斷裂韌度的影響
        国产久色在线拍揄自揄拍| 国产网站视频| 亚洲熟妇中文字幕日产无码| 午夜桃色视频在线观看| 一本大道av伊人久久综合| 免费看泡妞视频app| 亚洲 无码 制服 丝袜 自拍| 久久精品亚洲成在人线av| 日本在线精品一区二区三区| 国产成人av大片大片在线播放| 奇米狠狠色| 亚洲老女人区一区二视频| 91精品人妻一区二区三区久久久 | 亚洲三级黄色| 亚洲视频精品一区二区三区 | 一本大道加勒比东京热 | 国产91大片在线观看| 超碰国产精品久久国产精品99| 极品美女aⅴ在线观看| 1精品啪国产在线观看免费牛牛 | 国产精品黄色片在线观看| 白色白在线观看免费2| 免费无遮挡无码永久视频| 九九九精品成人免费视频小说| 亚洲AV日韩AV高潮喷潮无码| 一区二区三区中文字幕在线播放| 国产无吗一区二区三区在线欢| 99热免费观看| 国产一区二区三区涩涩涩| 亚洲一区精品无码| 亚洲av综合色区无码一二三区| 亚洲国产成a人v在线观看| 国产午夜免费啪视频观看| 久久99精品久久久久久9蜜桃| 国产啪精品视频网给免丝袜| 亚洲国内精品一区二区在线| 一区二区和激情视频| 后入内射欧美99二区视频| 中文字幕麻豆一区二区| 日韩av在线播放人妻| 无码精品日韩中文字幕|