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摘要
研究材料性能退化后的管片抗弯承载力是盾构隧道服役性能评价的基础。建立考虑钢筋锈蚀、混凝土被硫酸盐侵蚀及碳化的管片三维数值计算模型。考虑钢筋与混凝土应变不协调,推导管片正截面抗弯承载力理论解析公式,并给出实用简化计算方法。以两个模型为基础,分别计算管片的承载力退化状况,两者结果基本一致。研究结果表明:外表面施加竖向荷载条件下,管片受力过程主要分为弹性段、屈服段及平稳段三个阶段。内表面混凝土碳化对管片抗弯承载力无明显影响。钢筋锈蚀后,因钢筋截面面积减小和粘结应力降低,管片的抗弯承载力降低。随着锈蚀层厚度增大,管片极限承载力下降速度加快,锈蚀层厚度达到0.6mm时,降幅可达68%。外表面混凝土被硫酸盐侵蚀时间越长,抗压强度减少越明显,管片的极限承载力降幅更快,侵蚀时间为360天时,降幅达到13%。被硫酸盐侵蚀厚度开始对管片的极限承载力有一定影响,但达到一定厚度后则影响不大。
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