大直径混凝土顶管接头数值模拟分析

摘要

直径4m的大直径混凝土顶管的研究在我国尚属首次，鉴于顶管接头强度和防水性能的重要性，采用有限元软件ABAQUS数值模拟了顶管接头的性能。计算中用实体单元模拟顶管接头部位的木垫片、橡胶圈和混凝土，板单元模拟钢套环。分析了管节转动特定角度情况下，10 mm、12mm和14mm三种壁厚Q345钢套环对顶管接头的应力及位移的影响；研究了顶力作用和顶管偏转角的关系以及转角的容许值。得到了钢套环壁厚对接头的影响以及顶力和顶管转角间相互影响的规律。结果显示，三种不同壁厚的钢套环下的容许位移分别可以达到4.34mm、3.97mm和3.72mm；从顶力P为1000T和2000T的最后趋势来看，顶力对钢套环受力性能影响较大，而壁厚对钢套环性能影响较小。从曲线的切线斜率来看，在转角较小时（小于0.2°），钢套环应力变化较大。