采空区公路下伏废弃立井混凝土球面盖帽力学性能研究

摘要

为了研究公路下伏废弃立井混凝土球面盖帽及其平面盖板力学性能,采用ANSYS建立其有限元模型,研究不同厚度盖板、不同矢跨比盖帽以及不同填土厚度下的盖板和盖帽的力学性能,研究结果表明:①混凝土平面盖板,随着盖板厚度的增大,第一主应力极值随之减小,盖板底部中心始终会存在拉应力;②混凝土球面盖帽,当矢跨比为2∶16、3∶16、4∶16、6∶16时,混凝土球面盖帽局部存在拉应力,当矢跨比为5∶16、7∶16、8∶16时,混凝土球面盖帽整体受压,均不存在拉应力;③随着土体厚度的增大,混凝土平面盖板的拉应力随之增大,混凝土球面盖帽最大主应力绝对值随着土体厚度的增大而增大;④厚度相同时,平面盖板第一主应力极值为拉应力,且大于球面盖帽。可见:由于盖板力学特征,其底部存在拉应力,从长期考虑,会产生微裂缝,进一步导致钢筋锈蚀,危害行车安全,球面盖帽合理调整矢跨比,整体受压,耐久性能好。