检索结果-内蒙古大学图书馆

现代隧道技术 2025年第1期62卷 267-274页

作者：宋京万利张长安吴涛山东省交通规划设计院集团有限公司济南250000

针对常规套拱结构加固隧道裂损衬砌易侵入建筑限界的问题,提出一种局部套拱加固技术,在隧道顶部范围设置局部套拱结构,其曲线段两端设置直线段,利用直线段和二次衬砌间的曲率差使结构两端可在任意位置嵌入二次衬砌,有效避开易侵限区域;... 详细信息

针对常规套拱结构加固隧道裂损衬砌易侵入建筑限界的问题,提出一种局部套拱加固技术,在隧道顶部范围设置局部套拱结构,其曲线段两端设置直线段,利用直线段和二次衬砌间的曲率差使结构两端可在任意位置嵌入二次衬砌,有效避开易侵限区域;局部套拱内嵌格栅钢架,既作为提高结构承载力的永久构件,又用作局部凿除二次衬砌期间的支撑结构;按照“分段施工、合理规划、分部凿除、随凿随支”的理念,提出配套施工方法确保二次衬砌凿除期间的结构安全;通过在某隧道衬砌加固中的应用论证其可行性,并在扩展应用和优化设计方面提出建议。该技术对弧形断面隧道均适用,可有效提高套拱加固方法在隧道裂损衬砌治理中的适用性。

关键词：在役隧道裂损衬砌局部套拱加固技术

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裂损衬砌网-锚与板-锚加固结构力学特性试验

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中国公路学报 2022年第5期35卷 128-139页

作者：卢锋李聘聘郑余朝仇文革西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 西华大学应急管理学院四川成都610039

为探明裂损衬砌维修加固后的力学性能,对裂损衬砌新型网-锚、板-锚轻型快速微创组合加固结构的全过程力学特性进行了研究。通过自主研制的卧式偏心加载装置,对网-锚、板-锚加固裂损衬砌后形成的组合结构进行大偏心受压反复加卸载试验,... 详细信息

为探明裂损衬砌维修加固后的力学性能,对裂损衬砌新型网-锚、板-锚轻型快速微创组合加固结构的全过程力学特性进行了研究。通过自主研制的卧式偏心加载装置,对网-锚、板-锚加固裂损衬砌后形成的组合结构进行大偏心受压反复加卸载试验,揭示了钢筋混凝土和素混凝土裂损衬砌加固组合结构的全过程荷载-挠度关系、破坏模式、裂缝发展规律及网/板片应变演化过程。研究结果表明:对于钢筋混凝土衬砌,未加固、网-锚加固和板-锚加固结构5次反复加卸载后峰值承载力相比首次峰值承载力分别降低了28.9%、25%和16.7%,网-锚加固和板-锚加固后结构的主裂缝总开展量相比未加固时分别减小了74.3%和61.4%,总挠度分别增加了25.5%和25.54%,裂损衬砌结构的裂缝宽度发展得以有效抑制,峰后韧性显著提高,剩余承载能力得到了更充分的发挥;对于素混凝土衬砌,网-锚加固和板-锚加固后最大峰后荷载相比首次峰值点分别增加了30.8%和6.7%,峰后总位移比峰前分别增加了1040.6%和413.0%,受拉侧主裂缝总开展相比开裂时的裂缝宽度分别增加约11.78倍和11.81倍,素混凝土衬砌由开裂后“一裂即坏”的脆性破坏转化为延性破坏,峰后韧性大幅增加;网-锚加固后结构掉渣风险显著降低且无掉块现象出现,板-锚加固后无掉渣、掉块现象;短锚无拔出迹象,仅个别短锚出现轻微弯曲变形;板-锚组合加固结构的峰后韧性要优于网-锚组合加固结构。

关键词：隧道工程维修加固反复加卸载裂损衬砌峰后韧性

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重载列车对隧道裂损衬砌承载性能的影响研究

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隧道建设（中英文） 2022年第S01期42卷 56-65页

作者：张志刚吴奔陈健吴成龙刘家俊李锦辉河北省高速公路延崇管理中心河北张家口075000 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518005 深圳市交通科学研究院有限公司广东深圳518005

为定量分析重载列车动载作用下隧道裂损衬砌裂缝的演化机制和承载性能的变化规律,采用扩展有限元与直接循环法相结合的方法模拟裂缝在列车荷载作用下的扩展路径,并通过模型试验对方法的有效性和准确性进行验证。模型试验与数值模拟的误... 详细信息

为定量分析重载列车动载作用下隧道裂损衬砌裂缝的演化机制和承载性能的变化规律,采用扩展有限元与直接循环法相结合的方法模拟裂缝在列车荷载作用下的扩展路径,并通过模型试验对方法的有效性和准确性进行验证。模型试验与数值模拟的误差仅为3.7%,表明该数值模拟方法较为精确。研究发现:1)在重载列车动载作用下,裂损衬砌仰拱处的动力响应相较于衬砌其他位置会更为剧烈,裂损衬砌仰拱处的安全系数与衬砌其他位置相比则更小,因此裂损衬砌仰拱位置为重载列车动载下的危险部位;2)重载列车轴重对裂损隧道衬砌的动力响应影响比初始裂缝深度及车速对裂损隧道衬砌的动力响应影响更为明显,而裂损衬砌的安全性能受初始裂缝深度影响比受轴重及车速影响更为显著。

关键词：重载列车铁路隧道裂损衬砌动力响应承载性能

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钢带-UHPC加固裂损衬砌的力学性能研究

钢带-UHPC加固裂损衬砌的力学性能研究

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作者：沈万虎昆明理工大学

学位级别：硕士

随着我国西部山区交通建设的高速发展,在建和运营交通隧道数量剧增,但受限于施工水平、服役环境及养护管理等多方面因素,隧道结构裂损问题较为突出,严重影响了隧道结构安全和服役性能。因此,完善隧道结构的维修管理,加强裂损衬砌的加固... 详细信息

随着我国西部山区交通建设的高速发展,在建和运营交通隧道数量剧增,但受限于施工水平、服役环境及养护管理等多方面因素,隧道结构裂损问题较为突出,严重影响了隧道结构安全和服役性能。因此,完善隧道结构的维修管理,加强裂损衬砌的加固机理研究具有重要实际意义和工程应用价值。目前,隧道裂损衬砌常采用钢带加固法,但钢带加固采用环氧树脂作为黏结材料,该材料耐久性差且有明显的脆性破坏特征,常规变形监测难以起到预警作用,而超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高抗压强度、超高韧性、超高耐久性、超低渗透性的水泥基材料,与衬砌界面有较好的粘结性,适用于结构加固。基于此,本文提出钢带-UHPC加固裂损衬砌的方法,以UHPC作为新的界面粘结材料,开展考虑持荷状态下的钢带及钢带-UHPC加固裂损衬砌的模型试验研究,进一步结合数值模拟,研究不同加固参数和加固时机下的加固效果。确定钢带及钢带-UHPC加固裂损衬砌的加固机理及承载性能。主要研究工作及结论如下:(1)根据试验方案,利用1/5大比例尺衬砌卧式加载试验装置,针对完整衬砌、钢带加固裂损衬砌、钢带-UHPC加固裂损衬砌三种类型工况,开展了拱顶竖向集中荷载作用下衬砌力学性能的模型试验,试验结果表明:相比于完整衬砌和钢带加固衬砌,采用钢带-UHPC加固,结构加固体峰值承载力分别提高了144.31%和53.30%,钢带-UHPC加固裂损衬砌的峰值承载力、刚度提升率和延性分别为钢带加固裂损衬砌的1.53倍、2.69倍和4.66倍,表现出钢带-UHPC加固裂损衬砌的加固效果更好。(2)从破坏模式分析,钢带加固后的结构加固体呈现出明显的脆性破坏,而钢带-UHPC加固后的结构加固体由于UHPC加固层的存在破坏具有一定的延性,说明钢带-UHPC加固法解决了钢带加固法中脆性破坏的不足;加固结构破坏后,钢带-UHPC加固后结构加固体的主裂缝数量明显减少,表现出钢带-UHPC加固法更好的裂缝控制能力。(3)建立了完整衬砌、钢带加固裂损衬砌、钢带-UHPC加固裂损衬砌1/5的数值计算模型,开展衬砌受力特性的数值模拟,与试验结果对比分析,验证本文数值模型的有效性。在此基础上,考虑加固层厚度、钢带厚度及加固时机等因素,开展了钢带及钢带-UHPC加固裂损衬砌力学性能的参数敏感性分析。结果表明:在1/5比例尺条件下,对于钢带加固裂损衬砌,取钢带厚度1.6mm,在峰值承载力的35%时刻进行加固能确定最优的加固效果;对于钢带-UHPC加固裂损衬砌,优化组合参数为:UHPC加固层厚度为15mm,钢带厚度1.8mm,在峰值承载力的45%时刻加固。(4)在各自优化组合参数条件下,钢带-UHPC加固裂损衬砌的承载力提高率和延性分别为钢带加固的1.89和3.68倍。钢带-UHPC加固后衬砌的拉损伤范围小于钢带加固,表现出更优的裂缝控制能力。

关键词：隧道工程钢带-UHPC加固裂损衬砌模型试验力学性能

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基于强度折减法裂损衬砌隧道地震稳定性分析

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地下空间与工程学报 2021年第S2期17卷 940-948页

作者：代勇李冰天邓旨珩戚幸鑫中铁工程设计咨询集团有限公司川藏铁路技术创新中心有限公司西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室

衬砌裂损是隧道最常见的结构劣化形式,常作为评价安全性的重要指标,其不仅会引起静力安全性问题,还有可能导致隧道地震安全性降低,尤其是高烈度地震区山岭隧道。针对达成铁路隧道群的裂损病害,本文提出了一种拟静力强度折减法,并对裂损... 详细信息

衬砌裂损是隧道最常见的结构劣化形式,常作为评价安全性的重要指标,其不仅会引起静力安全性问题,还有可能导致隧道地震安全性降低,尤其是高烈度地震区山岭隧道。针对达成铁路隧道群的裂损病害,本文提出了一种拟静力强度折减法,并对裂损衬砌隧道的地震稳定性进行分析。分析结果表明:(1)随着剪切波峰值加速度的增大,围岩-隧道体系首先进入塑性的区域由边墙附近向墙脚、拱腰附近转变,普遍先发生二次衬砌的局部失稳破坏,后发生整体失稳破坏,安全系数逐渐减小;(2)浅埋条件下围岩-隧道体系初始应力较小,受地震作用影响较大;(3)拱腰裂损对隧道地震稳定性影响最大,围岩-隧道体系的局部安全系数和整体安全系数均有大幅度降低。

关键词：隧道裂损衬砌地震强度折减法安全系数

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大跨隧道裂损衬砌渗水—外水压关联度及承载力研究

大跨隧道裂损衬砌渗水—外水压关联度及承载力研究

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作者：肖仕来重庆交通大学

学位级别：硕士

我国正处于基建深入发展的阶段,隧道建设向大山深处、离岸深水挺进,隧道里程,特别是中长、特长隧道里程大幅增长;同时,传统的两车道或三车道隧道已经越来越不适应日益增长的交通运输需要,大跨四车道隧道的建设能有效缓解交通运输压力、... 详细信息

我国正处于基建深入发展的阶段,隧道建设向大山深处、离岸深水挺进,隧道里程,特别是中长、特长隧道里程大幅增长;同时,传统的两车道或三车道隧道已经越来越不适应日益增长的交通运输需要,大跨四车道隧道的建设能有效缓解交通运输压力、提高隧道行车舒适性。大跨四车道隧道建设是未来的发展趋势,但由于大跨四车道隧道结构特点,在运营过程中,更容易发生衬砌开裂、渗漏水等病害。论文依托国家重点研发计划(2017YFC0806010)课题十“既有城市隧道损伤快速定位与灾后快速诊断成套技术及装备”项目,以大跨四车道隧道裂损衬砌渗漏水为研究对象,通过文献调研、试块试验、模型试验、数值模拟等相结合的方法,在渗水量、裂缝开度、渗水部位等可直接量测的既有表观现象指标基础上,研究隧道裂损衬砌渗水时,水流量、裂缝开度、渗水部位、外水压四者之间的关联关系及裂损衬砌结构承载力,论文主要研究成果如下:(1)根据相似定理准则,确定相似比;设计正交试验方案,开展相似材料力学参数测试试验,并进行敏感性分析,选取重晶石粉:石英砂:石膏=1:0.35:0.28作为模型试验围岩材料的配合比。(2)隧道裂损衬砌结构渗水特性模型试验需水压稳定、流速恒定,通过利用空气稳压的方式研制了一套适用于大型模型试验的恒压恒流供水装置。(3)开展混凝土试块试验,预制不同裂缝开度试块,研究裂缝开度为0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm情况下,渗水量、外水压的关联关系。开展1:50模型试验,研究大跨四车道隧道裂损衬砌不同渗水部位对渗水量、裂缝开度、外水压三者的关联性的影响,从而得到渗水量-裂缝开度-渗水部位-外水压四者之间的关联性。(4)根据《公路隧道加固技术规范》(JTG/T 5440—2018)对浸渗、滴漏、涌流、喷射四种渗水状态的渗流量定量化描述,利用渗水量-裂缝开度-渗水部位-外水压四者关联性,得到在大跨隧道衬砌拱顶部位、拱腰部位、边墙部位发生渗漏水病害时,不同渗漏水状态对应的衬砌背后水压大小。(5)引入混凝土塑性损伤本构模型,构建隧道衬砌开裂-渗水的数值仿真模型,研究大跨隧道裂损衬砌单一部位渗水、组合部位不同渗水状态时,大跨隧道裂损衬砌结构承载薄弱部位及承载力衰减。

关键词：大跨隧道裂损衬砌渗水外水压承载力

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基于强度折减法裂损衬砌隧道地震稳定性分析

基于强度折减法裂损衬砌隧道地震稳定性分析

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西南地区第五次岩石力学与工程学术大会

作者：代勇李冰天邓旨桁戚幸鑫中铁工程设计咨询集团有限公司北京 100055 川藏铁路技术创新中心有限公司成都 610299 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都 610031

衬砌裂损是隧道最常见的结构劣化形式，常作为评价安全性的重要指标，其不仅会引起静力安全性问题，还有可能导致隧道地震安全性降低，尤其是高烈度地震区山岭隧道。针对达成铁路隧道群的裂损病害，本文提出了一种拟静力强度折减法，并... 详细信息

衬砌裂损是隧道最常见的结构劣化形式，常作为评价安全性的重要指标，其不仅会引起静力安全性问题，还有可能导致隧道地震安全性降低，尤其是高烈度地震区山岭隧道。针对达成铁路隧道群的裂损病害，本文提出了一种拟静力强度折减法，并对裂损衬砌隧道的地震稳定性进行分析。分析结果表明：(1)随着剪切波峰值加速度的增大，围岩-隧道体系首先进入塑性的区域由边墙附近向墙脚、拱腰附近转变，普遍先发生二次衬砌的局部失稳破坏，后发生整体失稳破坏，安全系数逐渐减小;(2)浅埋条件下围岩-隧道体系初始应力较小，受地震作用影响较大;(3)拱腰裂损对隧道地震稳定性影响最大，围岩-隧道体系的局部安全系数和整体安全系数均有大幅度降低。

关键词：隧道裂损衬砌地震强度折减法安全系数

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隧道裂损衬砌静动耦合试验与地震安全性评价方法研究

隧道裂损衬砌静动耦合试验与地震安全性评价方法研究

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作者：李冰天西南交通大学

学位级别：博士

衬砌裂损是服役期隧道最常见的结构劣化形式,往往会导致混凝土或钢筋混凝土衬砌结构的渗漏、碳化和腐蚀,甚至破坏衬砌结构的完整性,导致剥落和坍塌。因此,衬砌裂损常作为评价服役期隧道安全性的重要指标。而对于高烈度地震区山岭隧道,... 详细信息

衬砌裂损是服役期隧道最常见的结构劣化形式,往往会导致混凝土或钢筋混凝土衬砌结构的渗漏、碳化和腐蚀,甚至破坏衬砌结构的完整性,导致剥落和坍塌。因此,衬砌裂损常作为评价服役期隧道安全性的重要指标。而对于高烈度地震区山岭隧道,衬砌结构的抗震能力对于其服役期内的安全性同样至关重要。在这种情况下,衬砌裂损不仅仅会引起上述静力安全性问题,还有可能导致隧道地震安全性的降低。本文基于现场调查,采用模型试验和数值模拟相结合的方法,从基本研究手段和安全性评价方法出发,对裂损衬砌隧道在地震剪切波作用下的响应机理、结构损伤演化过程以及安全性进行了深入研究,所取得的主要研究成果与结论如下:(1)研发了一种新型静动耦合剪切模型箱,实现了隧道地震反应振动台模型试验过程中对静动应力场的耦合模拟。相比于刚性模型箱,其解决了设置柔性吸能边界可能导致静力条件下岩土体模型自重应力场失真的问题;相比于叠层剪切模型箱,其解决了动力条件下岩土体模型受力和变形不连续的问题。该模型箱的横向边界提供了可以调节的刚度和阻尼,并实现了竖向加载的静动耦合,以模拟不同的地质和埋深条件。试验验证结果表明,新型模型箱的横向边界能够较好地模拟半无限土体中地震波的传播,有效地消除地震波在模型箱边界的反射对试验结果的影响,同时也能够较好的模拟岩土体在地震剪切波作用下的剪切变形。(2)提出了一种隧道地震反应拟静力试验方法。该方法基于新型静动耦合剪切模型箱,结合位移加载系统,通过对模型箱横向边界的位移控制,实现了对岩土体模型低周往复的剪切变形加载,以模拟地震剪切波对隧道-围岩系统的作用。该方法摆脱了对振动台等大型试验设备的依赖,降低了试验成本,同时对试验过程的控制更加灵活。(3)为探究裂损衬砌隧道在地震剪切波作用下的动力响应特性,以达成铁路苟家沟等11座隧道为原型,设计并完成了衬砌纵向开裂隧道地震响应振动台模型试验和拟静力模型试验。试验结果表明:(1)浅埋条件下,衬砌结构的破坏由拉应力控制,破坏模式主要表现为拉裂破坏;(2)深埋条件下,衬砌结构的破坏由压应力控制,破坏模式主要表现为压溃破坏;(3)衬砌结构的拱腰和墙脚位置对地震剪切波作用的响应最为强烈,拱腰处纵向初始裂损对衬砌结构的抗震能力影响最大;(4)初始裂损的开裂截面对隧道地震峰值承载能力影响较小,但斜截面裂损会导致衬砌结构破坏后变形速度加剧;(5)拟静力试验与振动台试验在试验结果上有较好的符合度。模型试验的结果为数值模拟的分析和研究提供了指导和依据。(4)提出了一种适用于隧道地震反应分析的等效位移拟静力分析方法。相比于反应位移法,该方法考虑了地震剪切波作用下岩土体的非线性反应以及与衬砌结构之间的相互作用,同时能够考虑相对复杂的水平地层条件和初始应力状态。相比于动力时程分析,该方法在保证分析结果准确性的同时大幅度降低了分析成本。(5)建立了一套以强度折减法和损伤分析评价方法为核心的隧道地震安全性评价方法体系,能够从隧道-围岩系统宏观整体稳定性和衬砌结构微观损伤演化两方面进行综合评价。在拟静力强度折减法中,选取塑性区贯通作为失稳判据,避免了分析过程中分析对象的关键点不断变化、位移突变难以准确捕捉,以及数值计算的收敛性受模型和求解器设置的影响较大等问题。在损伤演化分析中,基于混凝土塑性损伤模型,引入应变协调和强度等效假设,提出了一种适用于隧道衬砌结构损伤分析的钢筋混凝土等效塑性损伤模型,并给出了相应的损伤评价指标,该本构模型能够准确地反映钢筋混凝土结构整体力学行为和损伤演化过程。(6)以达成铁路苟家沟等11座隧道为原型,基于ABAQUS有限元数值平台,分别采用强度折减法和损伤分析评价方法,建立了二维和三维数值模型,分析了地震剪切波作用下裂损衬砌隧道的地震稳定性和结构损伤演化过程,并对裂损衬砌隧道的地震安全性进行了综合评价。分析结果表明:(1)随着地震峰值强度的增加,隧道-围岩系统首先进入塑性的区域由两侧边墙附近向拱腰、墙脚附近转变;(2)裂损衬砌-围岩系统均先发生局部失稳破坏,后发生整体失稳破坏;(3)在地震剪切波作用下,环向裂损的响应较小,纵向裂损的响应较大,衬砌结构拱腰和墙脚位置出现受拉或受压集中,为纵向裂损的最不利位置,且其破坏模式与埋深条件和地震前的受力状态有关;(4)位移时程曲线峰值的大小不是决定地震剪切波作用下衬砌结构损伤演化的充分必要条件,还需要同时考虑位移的波动频率;(5)多峰值地震动过程中,衬砌结构存在累积损伤,损伤在地震动再次增强过程中进一步发展;(6)损伤评价能够揭示衬砌结构的损伤演化过程和破坏模式,但隧道工程往往能够带损工作,因此需要结合整体稳定性评价来综合评判裂损衬砌隧道的地震安全性。

关键词：服役期隧道裂损衬砌静动耦合试验模型箱拟静力稳定性分析损伤演化分析

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强震作用下运营隧道裂损衬砌动力响应分析

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科学技术与工程 2019年第28期19卷 325-332页

作者：王立忠王海彦黄黆李永珑石家庄铁路职业技术学院石家庄050041 南京工业大学交通运输工程学院南京210009 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031

运营隧道由于地质因素、施工因素与地下水因素造成衬砌结构带裂缝工作。在地震力作用下,带裂缝的衬砌的安全性难以保证。基于隧道衬砌结构裂损的不同位置和裂缝不同深度的考虑,建立了三维数值有限元模型,采用时程分析的方法研究了衬砌... 详细信息

运营隧道由于地质因素、施工因素与地下水因素造成衬砌结构带裂缝工作。在地震力作用下,带裂缝的衬砌的安全性难以保证。基于隧道衬砌结构裂损的不同位置和裂缝不同深度的考虑,建立了三维数值有限元模型,采用时程分析的方法研究了衬砌的动力响应。研究表明:①在地震力作用下,隧道衬砌受往复拉压作用;在剪切波作用下,最大弯矩、轴力发生在隧道横截面"X"位置;②带裂缝衬砌在地震力作用下,纵向裂缝处混凝土应力集中,主筋拉应力增大,其他位置内力与完好衬砌响应相同;③随着裂缝的位置不同,对隧道安全性的影响不同,影响顺序由大到小依次为225°、315°、270°;④衬砌初始裂缝深度越深,在地震作用下应力集中情况越严重。

关键词：运营铁路隧道裂损衬砌强震时程分析动力响应

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修补裂损衬砌的板式短锚组合结构参数研究

修补裂损衬砌的板式短锚组合结构参数研究

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作者：王瑜西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国隧道营运里程逐年增加,衬砌裂缝作为一种典型的隧道病害对既有隧道结构稳定性及运营安全性产生了严重影响,因此对于衬砌裂缝修补与加固方法的研究刻不容缓。修补裂损衬砌的板式短锚组合结构具有锚固件连接牢固、预制方便、施工... 详细信息

随着我国隧道营运里程逐年增加,衬砌裂缝作为一种典型的隧道病害对既有隧道结构稳定性及运营安全性产生了严重影响,因此对于衬砌裂缝修补与加固方法的研究刻不容缓。修补裂损衬砌的板式短锚组合结构具有锚固件连接牢固、预制方便、施工便捷等优点,并且能够快速提升裂损衬砌承载能力,已有学者对该修补方法进行了相关的研究。但是对于板式短锚组合结构的研究尚处于初步阶段,组合结构中相关参数对其修补效果及力学状态的影响规律仍不明确。本文依托于国家重点研发计划子课题“既有城市隧道结构损伤快速微创修缮技术”,通过资料调查与理论分析对修补裂损衬砌的板式短锚组合结构方法进行了深入研究,并采用开裂-修补全过程模拟的有限元分析方法对板式短锚组合结构相关参数及力学状态进行了研究,得出主要结论与成果如下:(1)通过对板式短锚组合结构的受力状态分析,得出了考虑修补结构二次受力条件下加固钢板存在滞后应变的组合结构承载力计算方法并提出了板式短锚组合结构的参数优化方法。(2)基于虚拟追踪单元方法提出了板式短锚组合结构修补裂损衬砌时的开裂-修补全过程有限元计算方法,使数值模拟更加符合工程实际。(3)针对板式短锚组合结构相关参数进行了数值模拟并得到结论如下:(1)短锚布置间距减小可以提高组合结构整体承载力,密集布置的短锚能够更加充分的发挥修补结构的加固效果,在本文所研究工况下短锚间距应不大于40cm。同时,短锚采用梅花形布置能够有效缓解钻孔对混凝土损伤效应集中而出现软弱面,使混凝土张拉损伤得到分摊,从而提升组合结构承载能力。(2)短锚在组合结构中发挥连接加固钢板与混凝土的作用,当锚固长度小于13.5cm(30%衬砌厚度)时,修补结构刚度降低,外排短锚呈现出明显的变形趋势,构件极限承载力严重降低。同时钢板与混凝土间的荷载主要由远离跨中的外排短锚承担,内排短锚长度对组合结构承载力影响较小。故组合结构中外排短锚长度不宜小于30%衬砌厚度,并且短锚外排较长内排较短的差异化布置是较为理想的布置形式。(3)组合结构中钢板厚度参数对构件极限承载力有直接的影响,厚度小于8mm时钢板由于刚度减小导致变形急剧增加,承载力明显降低,增加钢板厚度可以有效提高修补结构的整体刚度及构件整体承载能力。钢板厚度为12mm时,继续增加厚度值对组合结构极限承载力的提升效果不明显,故组合结构钢板厚度应选取为8至12mm。(4)修补时机的提前能够有效抑制跨中裂缝的深入发展,提高构件极限承载力。当跨中裂缝发展至20%衬砌厚度之后进行修补时,构件剩余承载力已无法达到完整构件承载能力,所以修补结构施作时机应控制在裂缝深度发展至20%衬砌厚度之前。

关键词：裂损衬砌板式短锚组合结构虚拟追踪单元参数优化修补时机

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