盾构隧道加固用复合型材承载力计算方法研究

复合型材是一种应用于盾构隧道加固的新型结构材料,由碳纤维包裹空腔钢管后进行压力注浆形成。通过精细有限元数值模拟,定量分析了复合型材各性能参数的影响规律,明确了复合型材承载力指标的关键参数。在此基础上,推导了复合型材承载力的计算公式,并通过构件试验进行了有效性验证。

地铁盾构隧道复合腔体构件性能试验研究

复合腔体是一种新型的加固盾构隧道的结构材料,它能够为隧道结构提供额外的承载力,控制结构变形。对灌浆复合腔体、空腔复合腔体和空腔钢管的抗弯、抗压性能进行研究。分析了复合腔体抗压和抗弯的破坏机理,得到其受压承载力、受弯承载力和刚度的变化规律。结果表明,外层碳纤维间绷断为复合腔体构件丧失抗压、抗弯承载能力的标志;碳纤维材料的约束作用显著提高了试件的截面抗弯刚度和承载能力,但降低了构件的延性,砂浆材料显著提高了试件的抗压承载能力;碳纤维、砂浆、钢管三者共同作用效果欠佳,模拟中需考虑三者材料间的滑移。

盾构法施工隧道加固所用复合腔体接头构件的抗弯性能试验

针对盾构法施工隧道加固所用复合腔体接头处易脱开并引起复合腔体剥离破坏的问题,设计新型复合腔体接头进行抗弯试验,研究其在不同工况下的破坏过程、极限承载力及刚度,并与复合腔体本体的抗弯性能进行对比。研究发现:新型复合腔体接头构件进入塑性阶段的标志为复合腔体与接头盖板的侧边胶水失效;负弯矩工况下的接头构件抗弯性能较弱,复合腔体接头应避免布置于隧道的负弯矩区;复合腔体接头构件的抗弯承载力与刚度均弱于本体,接头构件宜布置于隧道结构反弯点处。经隧道整环试验验证,新型复合腔体接头处无脱开现象。