现浇管廊接头力学行为数值模拟与分析研究

承插式管廊接头是地下综合管廊接头的常用结构形式,其受力性能及破坏形式对工程设计和施工至关重要.利用非线性有限元软件ABAQUS建立土-地下综合管廊结构数值模型.将管廊划分实体单元,提取接头处结点的变形量及应力值,研究管廊及管廊周围土体的应力分布和变形规律,最后通过计算得出管廊接头处的延性系数及开裂荷载.通过数值模拟和理论计算分析得出管廊接头处存在的安全隐患及其潜在破坏模式,为解决接头处的防水问题和不均匀沉降问题提供理论参考.

预制管廊横向接头刚度理论计算模型及方法

基于已经完成的预制预应力管廊横向接头结构受力性能试验,在考虑预制混凝土应变影响、高强螺栓伸长和接头拼缝张裂形态的基础上,根据变形协调条件和内力平衡方程,提出了管廊横向接头的抗弯承载力以及刚度的理论计算模型.将理论计算结果与试验结果进行对比,两者吻合良好,由此验证了理论计算模型的正确性.该研究成果将为预制管廊安全性的评判以及设计优化提供理论依据.

预制矩形箱涵受力性能模拟及其潜在的破坏模式

以沈阳市浑南新城区综合管廊工程预制拼装施工段为研究背景,针对城市地下综合管廊预制矩形箱涵单个管节,通过通用有限元分析软件ABAQUS进行数值模拟,研究分析其在不同埋深下的结构变形和应力分布规律.建模中为了尽可能地贴近预制箱涵的实际受力情况,参照实际工程应用对其进行了配筋.本模型中通过改变施加于顶板和侧壁板的荷载大小来模拟埋深的变化:对综合管廊顶板施加均布压力,对侧壁板施加线性变化的侧土压力,最终分析预制箱涵在不同埋深下的结构变形和应力分布,并提出结构安全隐患存在的部位和其潜在的破坏形式,为复杂条件下预制综合管廊的设计和施工提供理论参考.

矩形顶管周围土体扰动及混凝土裂缝多因素影响分析

在顶管施工过程中不可避免的会对附近管线、城市道路、建筑物产生影响,考虑到现场监测手段的局限性,在通过有限元模拟的方法模拟各个影响因素下对土体更直观准确的扰动分析,及对各个因素的敏感度做出分析,根据分析结果可在施工中采取相应的施工措施,用以减小地层移动及改善土体的物理力学性质,使顶管施工符合市政施工规范。尽量减小对周边建筑物、结构物与地下管线的影响。顶管过程中顶推力对管道受力的影响不可忽略,对矩形管道结构受力与混凝土裂缝进行分析,提出结构优化设计方案及防止裂缝措施,为今后的工程提供理论依据。

基于普氏卸荷拱理论的矩形顶管顶推力预估方法研究

随着城市地下综合管廊在我国大力推广,全国很多城市开始建设地下综合管廊。当综合管廊需要穿越地表建筑物底下时,常用矩形顶管法进行施工。顶推力预估是顶管法施工中的重要环节,本文基于普氏卸荷拱理论推导出了一套矩形顶管顶推力预估公式,并对包头市综合管廊项目经三路段矩形顶管工程进行实证。结果表明本公式所推导公式顶推力预估值与原设计值相差不大,在合理的范围之内。

软土地基综合管廊关键节点应力影响因素分析

以湖南益阳市水网湖区综合管廊工程为例,结合益阳典型软土地质条件,对综合管廊关键节点的应力进行了分析。基于现场资料,采用有限差分软件FLAC^(3D)进行综合管廊及场地土体的数值模拟,在此基础上分析了在路堤荷载及车辆荷载作用下综合管廊埋深、沟底碎石垫层及沟背回填土密实度这三个因素对综合管廊关键节点应力的影响。结果表明,综合管廊的关键节点应力随管廊埋深的增加而变大,是否设置管底碎石垫层及沟背换填土体模量对综合管廊关键节点的应力变化影响不大。

地下综合管廊水浮力分析与计算方法研究

分析了综合管廊设防水位的确定方法。结合管廊结构特点,考虑了管廊侧壁摩阻力,研究在不同地下水位下管廊所受水浮力与计算方法,并进行工程抗浮算例验证,研究结果可为抗浮设计提供参考。

软土地基综合管廊基底沉降多因素影响分析

以湖南益阳市水网湖区综合管廊工程为例,结合益阳典型软土地质条件对基底沉降进行分析。基于现场资料,采用有限差分软件FLAC3D进行综合管廊及场地土体的数值模拟,将数值模拟所得的路基基底沉降值与现场实测值加以比较。在这一基础上,采用数值模拟方法分析在路堤荷载及车辆荷载作用下,综合管廊埋深、沟底碎石垫层及沟背回填土密实度这3个因素对路堤基底沉降的影响。分析结果表明:数值模拟与现场实测所得的埋深2m工况下路基基底沉降曲线吻合较好,证明该数值模型具有一定的合理性;路基基底沉降呈"W"形,且随着路堤填筑高度的增加,路基沉降更加显著。

不同加腋厚度单仓管廊力学性能计算与数值分析

地下综合管廊端部性能是管廊整体工作的关键,在实际工程中常以加腋的形式增强端部性能.为研究不同腋脚高度的影响,在沈阳市管廊工程结构型式基础上设计了3种不同腋脚高度的单仓管廊模型.利用ABAQUS有限元软件进行不同结构型式的数值分析,得到3个模型的位移变化曲线、应力云图以及荷载-位移曲线,同时对模型的延性、开裂荷载及裂缝宽度等力学特性进行计算和讨论分析.得出:加腋形式提高了管廊的整体承载力与刚度并对管廊抗渗防水有利,为实际工程中管廊加腋厚度的确定提供理论参考.