地铁盾构管片钢筋混凝土界面粘结损伤有限元数值模拟

摘要

地铁因具有快速、客运量大等优点正逐渐成为缓解城市交通压力的主要手段。地铁在运行过程中产生的杂散电流与其所处环境中的氯离子共同引发了钢筋的锈蚀，导致地铁钢筋混凝土结构的实际使用年限大为降低，提前失效。
　　本文依托国家自然科学基金（21163005），主要针对地铁盾构管片钢筋混凝土界面粘结损伤过程中存在的问题，采用有限元分析的方法，围绕杂散电流与氯离子损伤环境下钢筋混凝土界面粘结损伤的有限元数值模拟及其与试验结果的分析比较等问题展开了科学研究，主要工作及结论如下：
　　（1）在有限元软件应用基础理论上，应用大型有限元分析软件ABAQUS建立了考虑杂散电流强度、氯离子浓度以及腐蚀时间等影响因素的有限元计算模型。其中通过对钢筋孔洞施加径向位移的方法来模拟钢筋的锈蚀，以及采用在钢筋混凝土界面中添加Spring2双向非线性弹簧单元来模拟钢筋混凝土之间的粘结滑移作用。
　　（2）根据建立的有限元计算模型对腐蚀条件下的拉拔试验过程中的钢筋混凝土粘结滑移关系进行有限元分析，并与试验结果进行对比，分析产生误差的原因以及有限元模拟过程中的不足之处，以期为今后在相关领域的进一步研究提供一定的参考和借鉴。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 存在的问题

1.4 主要研究工作

第二章 地铁盾构管片钢筋混凝土界面粘结损伤研究

2.1 粘结性能概述

2.2 地铁盾构管片钢筋混凝土粘结界面粘结损伤试验研究

2.3 地铁盾构管片钢筋混凝土粘结界面粘结损伤理论研究

第三章 有限元软件应用基础理论

3.1 钢筋和混凝土的本构关系

3.2 钢筋混凝土结构有限元模型

3.3 界面单元模型

3.4 非线性有限元求解

第四章 地铁盾构管片钢筋混凝土界面粘结损伤有限元计算模型

4.1 引言

4.2 原型简介

4.3 有限元计算模型

4.4 模型验证

4.5 本章小结

第五章 地铁盾构管片钢筋混凝土界面粘结损伤有限元计算结果

5.1 引言

5.2 计算结果与试验结果的比较分析

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 创新点

6.3 展望

参考文献

个人简历

致谢