彭立敏，刘宁，施成华

(中南大学 土木工程学院， 湖南 长沙 410075)



振幅影响隧道混凝土累积损伤特征的试验研究

彭立敏，刘宁，施成华

(中南大学 土木工程学院， 湖南 长沙 410075)

摘要:重载列车轴重的增加导致振动幅值的提高，进而引起隧底结构损伤破坏的发生。针对仰拱混凝土累积损伤方面研究的不足且未引入隧道设计规范中，基于Helmholtz自由能理论体系，开展用于描述循环荷载引起仰拱混凝土累积损伤特征计算模型的研究。为了验证累积损伤模型并获取满足隧底力学环境的混凝土损伤计算方法，进行静载与循环荷载耦合环境中不同振动幅值作用下仰拱混凝土的试验研究。实验数据及数值计算结果表明：混凝土损伤演化曲线可以分为3个阶段：初期增长阶段、稳定增长阶段和快速发展阶段。通过对不同阶段混凝土损伤演化趋势的非线性拟合分析，给出能够引发混凝土损伤破坏的静载水平和不同阶段损伤演化趋势的定量表达式。通过数值计算与试验结果对比分析，得到混凝土试件损伤主要分布在中间受拉区域，底部损伤值相对较大并最终发生破坏。初始阶段损伤首先发生在混凝土试块中底部，混凝土损伤由试件下部逐渐向上逐渐发展。

关键词：累积损伤模型；仰拱混凝土；循环荷载；振动幅值

随着全球经济的快速融合和地区间经济的发展，重载铁路运输将成为铁路发展的重要方向[1]，并通过增加货运列车轴重和长度以满足货运需求。……