琼州海峡海底隧道管片接触特性的三维有限元数值模拟

摘要

文章建立了带有接头的混凝土管片水土压力合算与水土压力分算的三维精细有限元模型,数值模拟了隧道管片接头的应变分布及接触特性.研究表明,水土压力合算模型中的管片最大应变及最大接缝张开量分别为水土压力分算模型的37倍和196倍.当管片接头接缝张开量较小时,接头部分便产生较大的张开比例,随着管片接缝张开量的增大,张开比例增大的速度逐渐减小,最大可达到75％左右.管片外缘受压时,安装止水条的凹槽附近会有较大的应变;内缘受压时,除受压区,管片螺栓手孔角点位置也存在较大的应变.水土压力合算模型中,随着土层的泊松比逐渐增大,接头接缝张开量逐渐减小.土层泊松比为0.49时,所有接头均为全断面接触.土层泊松比为0.4的水土压力分算模型的计算结果与泊松比在0.48左右的水土压力合算模型的结果相近.