隧道支护工字型钢与喷射混凝土粘结滑移性能研究

作     者：路军富 李旻昊 冉迅 陈龙 LU Jun-fu;LI Min-hao;RAN Xun;CHEN Long

作者机构：成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 四川汶马高速公路有限责任公司成都610000 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2024年第41卷第9期

页      面：167-178页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51978088) SKLGP国家重点实验室自主课题项目(SKLGP2021Z007) 

主　　题：隧道支护 组合结构 粘结滑移性能 本构关系 栓钉连接件 

摘      要：工字型钢与喷射混凝土的粘结滑移性能对隧道初期支护的协同变形,整体承载能力具有重要影响。该文进行了自然粘结和焊接栓钉两组对照的推出试验,观察试件的破坏特征,获取粘结滑移曲线。在此基础上分析试件的粘结滑移性能,通过函数建立了自然粘结和焊接栓钉试件的粘结滑移本构模型,并提出了特征值的计算公式。试验结果表明:自然粘结试件的破坏模式为纵向劈裂破坏,焊接栓钉试件为拉裂破坏,拉裂缝位置沿栓钉横向排列方向;试件的荷载-裂缝宽度曲线与平均粘结强度-滑移曲线变化规律基本一致,可分为四段:无滑移段、斜线上升段、曲线下降段和水平残余段;在型钢腹板增加栓钉连接件,能有效提高型钢喷射混凝土的特征粘结强度。试验曲线与本构模型曲线对比拟合较高,表明该文提出的本构模型具有较高的精度。研究结果对于隧道工字型钢与喷射混凝土支护结构破坏特征研究及设计提供理论支持。