考虑荷载分配时钢拱架锈蚀对海底隧道支护体系力学行为影响分析

摘要

为探明初期支护中钢拱架锈蚀对隧道支护体系承载力的影响,考虑锈蚀条件下工字钢与混凝土之间粘结滑移退化本构关系,将其引入ANSYS模型中,分析钢拱架锈蚀状态下隧道支护体系受力变化规律。结果表明:(1)钢拱架自身承载能力随着锈蚀率的增加而降低,降低幅度与初期支护初始承载比例有关,在锈蚀率ρ=70%时,钢拱架基本不承受弯矩,在ρ=80%时,钢拱架轴力基本为0,其承载能力全部丧失;(2)在未发生锈蚀时,初期支护初始承载比例越大,初期支护与二次衬砌间接触压力越小,随着锈蚀率逐渐增大,接触压力增加值和增大比例也越来越大;(3)初期支护混凝土和二次衬砌的安全系数随锈蚀率增加而逐渐降低。