基于ABAQUS内聚力黏结单元的CFST短柱核心混凝土压缩试验研究

通过内嵌一种无厚度内聚力黏结单元的ABAQUS大型有限元软件建立混凝土损伤模型,对CFST(钢管混凝土)短柱的核心混凝土单轴压缩试验进行了全过程仿真三维数值模拟,并结合立方体核心混凝土试块单轴抗压强度的试验室测试方法,从宏观和微观两方面较为准确的展示方钢管核心混凝土受压破坏过程的四个阶段的裂纹扩展和剥落程度。试验结果和模拟分析结果表明:无厚度的内聚力黏结单元没有对混凝土试块整体的承载力产生影响,证实了黏结单元的有效性,并得出了适合核心混凝土试件的荷载-位移曲线,从根源上了解方钢管混凝土力学性能。     

浅埋小间距超大断面山岭隧道的围岩及衬砌结构力学特性研究

从济南市新建港沟隧道工程实际出发,针对隧道大跨度、大开挖面、低扁平率等情况,采用数值分析的手段,并结合现场实测,对浅埋小间距情况下超大断面隧道采用双侧壁导坑法施工过程中的围岩及衬砌结构的行为力学特性进行研究。计算结果表明,采用双侧壁导坑法能较好地满足超大断面隧道浅埋小间距段施工,其结果可为类似超大断面隧道工程提供参考。     

隧道爆破引起喷射混凝土累积损伤研究

为研究隧道爆破引起喷射混凝土累积损伤变化规律,引入损伤因子,采用声波测试仪及爆破测振仪进行现场实测,对多次爆破的等效药量、等效距离、声速进行统计分析。研究发现:爆破引起喷射混凝土累积损伤随着循环次数的增加逐渐增大,该损伤具有不可逆性;4个循环爆破后,距离爆源较近的1号测点累积损伤最大,为0.274,大于规范损伤阈值0.19,但喷射混凝土并没有失稳破坏;距掌子面距离约20 m处,累积损伤约为0.05,振速及损伤出现拐点;测点与掌子面距离小于20 m时,损伤增量及损伤均较大;损伤增量及振速具有良好的幂函数相关性。建议加强距离掌子面20 m范围内的支护。     

钢管混凝土支架与围岩相互作用关系模型试验研究

为研究钢管混凝土支架与围岩相互作用关系,通过相似物理模型手段,对巷道应力、变形、破坏随外部荷载变化而变化的过程进行分析,研究其规律,采用铝管内灌注水泥砂浆浆液模拟钢管混凝土支架,极大限度地还原钢管与核心混凝土之间的相互作用关系。试验表明,首先钢管混凝土支架支护是一种被动封闭式支护形式,当钢管混凝土支架某部位先发生变形,此部分四分之一圆弧拱矢跨比减小,承受围岩荷载、变形能力降低;当钢管混凝土支架某部位随后发生变形,此部分四分之一圆弧拱矢跨比增加,承受围岩荷载、变形能力增加。先发生位移处通常发生在软弱岩层及围岩压力大的方向,或因施工问题,没有保证钢管混凝土支架与围岩完全贴合处。再者,钢管混凝土被动提供围岩径向应力,使得围岩承受荷载的能力大幅提高。