方钢加强式波纹钢初期支护结构模型试验与数值模拟

摘要

cqvip:为研究波纹钢板与方钢管组合成的新型装配式波纹钢初期支护结构的受力性能与变形模式,通过缩尺试验对该结构的变形、应变及土压力进行测试分析,同时建立三维有限元数值模拟,研究结构在受压状态下的应力分布情况与承载能力,并通过修改模型波纹钢板厚度与土体弹性模量等参数,研究土体性质及结构几何参数等对衬砌结构受力状态的影响。结果表明:1)方钢加强式波纹钢初期支护结构与传统柔性管涵仍有相似之处,在承受竖向荷载总量约236.24 kN时产生10.01 mm竖向收缩及9.18 mm水平扩张,波纹钢板产生的最大环向压应力为24.24 MPa,应力水平仍然较低;2)加载模式下结构的极限承载能力为1411 kN左右;3)在加载过程中,方钢相比于波纹钢板产生了更大的内力,具有较好的荷载分流效果及加强效果;4)土体性质对于方钢应力水平具有较大影响,调整波纹钢板厚度对结构整体受力性能的影响较小。